Описание свойств современных блоксополимеров
|
Полимерные добавки |
||
|---|---|---|---|
|
Описание свойств |
При изготовлении продукции, почти всегда наиболее выгодно использовать традиционной сырьевые запасы или отходы от основных крупнотоннажных производств производств. Но не всегда это сырье отвечает всем необходимым требованиям. А их с течением времени становиться все больше и больше Помимо морозостойкости, и термостойкости легкости обработки, надежности долговечности изделия, появляются еще и экологичность изделия, и много других параметров. Для достижения этих параметров приходиться применять все более современные, и дорогие материалы.
Но в 50 годах 20 века с расширением разработок в области пластиков. Появилось первые идеи применения полимерных добавок для модификации свойств основного сырья. Одни из первых опытов были проведены с битумами.
Битум - это природный материал, состав которого меняется в широких пределах даже для одного и того же сорта. Он зависит от таких параметров, как происхождение сырой нефти, возраст нефтяной скважины, условия переработки на нефтеперегонном заводе и вводимые в смесь компоненты.
Это не случайно. Битумы со времен промышленного освоения перегонки нефти являлись очень дешевым сырьем, отходом от основного производства, и активно использовались в строительной индустрии, как влагоизогирующие (гидрофобизирующие) компоненты а в последствии компоненты асфальтов. Но битумы имеют большое число недостатков. Основные из которых хрупкость при отрицательных температурах, текучесть при высоких температурах, низкая прочность.
Сначала в битумы вводились различные полимерные компоненты такие как полистиролы, полибутадиены. И другие полимерные добавки.
(Полистирол - жёсткий, хрупкий, аморфный полимер с высокой степенью оптического светопропускания, невысокой механической прочностью. Полистирол имеет низкую плотность (1060 кг/м(куб)), Полистирол обладает отличными диэлектрическими свойствами и неплохой морозостойкостью (до -40 град.C). Имеет невысокую химическую стойкость, и кроме того это
термопластичный материал. Полистирол легко формуется и окрашивается. Хорошо обрабатывается механическими способами. Хорошо склеивается. Обладает низким влагопоглощением.)
Полибутадиен синтетический полимер, продукт полимеризации бутадиена основное сырье для производства искусственного каучука.
Но серьезного улучшения технологических показателей это не давало.
И во тогда появились работы по изготовлению полимеров смешенного строения. Работы велись как в Европе и Америке, так и независимо от них в Советском Союзе. Итогом работ стало появление строго структурированных полимеров смешенного стоения которые стали называть сополимерами. А Единицу (Законченную часть полимера блоком сополименра или блоксополимером).
Суть процесса сводиться к полимеризации из растворов мономеров стирола и бутадиена при этом ходе синтеза молекулярная масса полимера каждого компонента , как следствие и его длинна, контролируется с высокой точностью и в результате получается блок содержащий в себе цепи обоих компонентов SBdi блок (по начальным английским названиям стирола и бутадиена двойной блок, ). А также SBS блок бутадиен окружен с двух сторон полистиролами.
Помимо этого при синтезе бутадиен способен ветвиться образуя побочные цепи, к которым также пристыковывается полистирольные цепи и получаются разветвленные структуры блокполимера. Подбирая условия синтеза можно «играть» с длинной цепи и со степенью разветвленности каждого компонента а также степенью разветвленности.
рис1
После синтеза при остывании массы блоки начинают взаимодействовать друг с другом образуя, цепляясь «хвостами» один к другому и появляется структура напоминающая сетку , но необходимо понимать что сетка состоит из двух компонентов обладающих разными физическим свойствами Полибутадиен сохраняют эластичность при температуре минус 60град.C, а полистирольные части остаются жесткими вплоть до температуры стеклования полистирола (примерно плюс 100 град.C). То есть каждая часть полимера отвечает за эластичность в разном диапазоне температур Таким образом, данный полимер обладает предсказуемыми эластичными свойствами (подобными каучуку) в широком температурном диапазоне.
После нагревания продукта до температур, превышающих температуру стеклования полистирола, полимер становится пластичным. Полученную вязкую массу можно подвергать различным быстрым деформациям, например, формованию. Отходы производства могут быть расплавлены и легко подвергнуты повторному формованию.
Позже в ходи испытаний было проверено еще одно свойство полимера, он способен сортировать на себя масляные компоненты массой в десятки раз превышающей собственную. Помимо масел тот же эффект наблюдается с множеством веществ особенно с ароматической составляющей молекулы, то есть со многими пластмассами, в т. ч. полиолефинами, стирольными полимерами и инженерными пластиками, и улучшают их гибкость при низких температурах и ударопрочность. При этом полимер сохраняет свою трехмерную сеточную структуру, а масла заполняют «поры сетки» Что позволяет придавать конечному продукту эластичные свойства в широком диапазоне температур, при низких температурах , за «изгиб» отвечают цепи полибутадиена, а при высоких температурах сетка держит «текучие» молекулы масла. Структура пространственной сетки образуется уже при пятипроцентном содержании полимера.
рис.2
Статья не окончена продолжение следует.
