Композиційні матеріали на основі полібутилентерефталат і його сополімерів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Композиційні матеріали на основі полібутилентерефталат і його сополімерів

Композиційні матеріали
Сучасні умови розвитку таких галузей промисловості як авто-, авіа-, кораблебудування, космічна техніка вимагають використання прогресивних видів композиційних матеріалів. Полімерні композиційні матеріали - важливий за своїм значенням клас конструкційних матеріалів, особливістю яких є здатність до великих деформацій у широкому діапазоні температур, стійкість до зношування, висока міцність і ін
Для різноманітного застосування ПБТ у промисловості потрібні формувальні композиційні матеріали з певними властивостями, які досягають за рахунок модифікації базових марок ПБТ. Для цього є різнобічні можливості: сополимеризация з 5-25% мономеру надає ПБТ гнучкість, суміші з каучуком і термопластами підвищують ударну в'язкість або усувають жолоблення, що важливо при литті деталей з металевою арматурою; введення скловолокна підвищує жорсткість і теплостійкість.
Досліджено фізико-механічні властивості полібутилентерефталат, модифікованого високодисперсної сумішшю заліза і його оксидом нижчої валентності (Fe / FeO). Відзначається, що введення невеликих кількостей модифікатора (0,1%) у частково кристалічний ПБТ тягне за собою значні зміни фізико-механічних властивостей композицій на основі ПБТ і суміші Fe / FeO.
Удароміцні композиційні матеріали
Повідомляється про термопластичної композиційному матеріалі, з якого отримують матеріали з підвищеними значеннями ударної в'язкості і міцності при вигині і розтягуванні, містить 50-90 ч. ПБТ, 0,6-2,5 ч. полівінілбутиралю, 10-30 ч. неорганічного наповнювача. Композиційний матеріал може містити 0,1-0,25 ч. діангідріда піромеллітовой кислоти [35].
Для підвищення ударної в'язкості ПБТ в нього додають 6-20% модифікатора, який є синергічної сумішшю (10:1-1:1:15) полімеру, що містить ланки акрилонітрилу і бутадієну, і потрійний сополімер етилену, нижчих алкілакрілатов і мономера, що містить гетероцикли з атомами кисню як гетероатома. Композиційний матеріал має ударну в'язкість по Шарпі (зразки з надрізом) ³ 25кДж / м 2 [36].
Для виготовлення удароміцних формованих виробів з поліпшеною хімічної стійкістю, застосовуваних у виробництві принтерів для ЕОМ, факсимільних і електрокопіровальних апаратів, відеокамер, магнітофонів, відео - або компактдисків, змішують 25-90% прищепленого сополімеру, синтезованого щепленням 30-90ч. суміші 40-80% вінілароматіческого мономера і 0-40% сополімерізуемого вінільного мономера на 10-70 ч. стирольного каучуку, 10-75% ПБТ і 0-45% неорганічного наповнювача [37].
Композиційні матеріали з поліпшеними ударною в'язкістю і еластичністю, використовувані при виготовленні різних деталей автомобілів, електронних та електротехнічних приладів, отримують, змішуючи 100год. полімерного компонента, що містить 70-98% ПБТ з логарифмічною в'язкістю 0,5-1,3 (равномолярная суміш PhOH і тетрахлоретана, 1г/дл, 30 °) і 30-2% поліаміду, що містить 100-80% ланок на основі аліфатичних діамінів (АДА), тере-і ізофталевої кислоти при їх молярному співвідношенні 20:80-80:20 і 0-20% ланок на основі лактанов (ЛК) та / або АДА і аліфатичних дикарбонових кислот (АДК) і, можливо, 1-40ч . модифікованого олефінових полімеру, приготованого щепленням на поліолефін (гомо-і сополімери етилену, пропілену, бутену), 0,01-2% a, b-ненасичених карбонових кислот (моно-або дикарбонові кислоти З 3-12) або їх похідних (ангідриди, ефіри з одноатомними спиртами З 1-29) і мають модуль пружності при згині 100-15000кг/см [38].
Полімерний композиційний матеріал з високою ударною в'язкістю при низьких температурах і хорошою стійкістю до бензину, на вироби з якої можна наносити одношарові покриття, містить: 10-40% ароматичного полікарбонату із молекулярною масою 10000-100000; 40-85% ПБТ; 4,5 - 25% еластомеру з полібутадієн і прищепленого на нього полістиролу; 0,5-10ч. поліолефіну, наприклад, поліетилену або сополімеру етилену з поліпропіленом. 100год. такого композиційного матеріалу змішують з 1-10ч. газової сажі [питома поверхня. ПВ ³ 150 м / г; адсорбуються олії не менш 500мл/100г] [39].
Композиційні матеріали з поліпшеною удароміцністю [40] містять полікарбонат, полібутилентерефталат і функціоналізованих сополімер алкилметакрилатов, бутадієну і вінілароматіческіх сполук, що отримується наступним чином. Спочатку формують внутрішній шар полібутадієн. На ньому синтезують середній шар із сополімеру вінілароматіческіх мономерів і алкіл-амінокислот. Зовнішній шар виготовляють із сополімеру алкилметакрилатов і вінільних мономерів з функціональними групами.
Поліефірний композиційний матеріал з ударною в'язкістю по Изодом (зразки з надрізом) не менше 54,4 кГс × см / см при -20 ° складається з (%) 60-90 ПБТ і 10-40 модифікованого блок-сополімеру, що містить не менше 95% гідрованого сполученого диєна із залишковим вмістом ненасиченості не більше 2% і 1,5-5% щеплених ланок сполук, що має a, b-ненасичені зв'язки і не менше 1 епоксидної групи (гліціділакрілат, і що володіє розгалуженою зіркоподібною структурою) [41].
Термопластичні поліефірні композиційні матеріали з поліпшеними удароміцністю, стійкістю до вигинів, термостабильностью та здатності до формування містять 100 ч. термопластичного ПБТ, 3-80% поліметилметакрилату, полістиролу або сополімеру етилену і гліціділметакрілата [42].
Композиційний матеріал з поліпшеною ударною міцністю, хімстойкостью і прозорістю містить 1-30% ПБТ, по 20-60% полікарбонату-1 і полікарбонату-2, що відрізняється від полікарбонату-1 наявністю місткового ланки у вигляді алкілзаміщених пентану або гексану [42].
Повідомляють про отримання та результати вивчення композиційного матеріалу на основі ПБТ з сополімером етилену, пропілену та нонборнена. Встановлено, що зі збільшенням частки сополимера до співвідношення 1:0,15 підвищується ударна в'язкість (на зразках з надрізом) у 10 разів у порівнянні з ПБТ - сополімер і в 23 рази в порівнянні з одним ПБТ. У цьому випадку ударна в'язкість підвищується з 0,6 до 0,9 кДж / м, а з сополімером підвищується з 0,6 до 60кДж / м. Поліпшується морфологія композиційного матеріалу при співвідношенні компонентів 90-10, тому що частинки еластомеру дрібніше (0,8 мкм замість 2,5 мкм у ПБТ-сополімер), і фази пов'язані міцніше, межі фаз розмиті [43].
Поліефірний композиційний матеріал, що дає формовані вироби з поліпшеною нафтових, ударною в'язкістю і стійкістю забарвлення при нагріванні отримують додаванням до 100 год поліефірного складу, що складається з 55-95 год поліетилентерефталату і 45-5 ч. полібутилентерефталат (ПБТ), 1-30 год . тальку із середнім діаметром частинок 1-10 мкм [44].
Термопластичний композиційний матеріал, який вони переробляють у вироби з високою ударною в'язкістю, жорсткістю, міцністю і стабільністю розмірів, містить 50-90% ПБТ з характеристичною в'язкістю 0,3-1,5 при 30 ° С; 5-40% модифікованого поліолефіну з індексом розплаву 0 ,1-50 при 230 ° і 5-40% полікарбонату на основі бісфенолу і карбонатного мономера. В якості модифікованого поліолефіну використовували поліетилен, поліпропілен або сополімер етилену та пропилену, модифікований щепленням 0,05-15% від поліолефіну ненасиченим мономером, що мають гліціділоксігруппу, і 0,01-2% ненасиченого мономера з СООН-або ангидридной групою [45].
Вогнестійкі композиційні матеріали
Композиційний матеріал з низькою горючістю і стійкістю до витоку струму отримують з 84,5% ПБТ, 10% декабромдіфенілетана, що містить 82% Br, 5% Sb 2 O 3 (щільність 5,2-5,8 г / см), 0,5% тетрастеарата пентаеритриту, 0-70% звичайних добавок. З композиційного матеріалу відливають деталі для електроніки, електротехніки: цоколі ламп, штекери, корпуси конденсаторів, реле, рефлектори, котушки, щити для захисту вимикачів і ін [48].
Термопластичний литтєвий композиційний матеріал містить: ненаповнені ПБТ, 5-20% термопластичної епоксидної смоли, що складається з бромарільних повторюваних ланок; 2-20% полікапролактона (молекулярна маса 10-200 тис.) і 2-7% сполуки сурми (синергетична добавка до епоксидної смоли ). З композиційного матеріалу відливають різні вироби зі зниженою горючістю [55].
Показано, що введення скловолокна в композиційний матеріал на основі ПБТ призводить до зниження його кисневого індексу і підвищенню горючості. Встановлено, що антипірен (суміш бромованих органічної речовини та Sb 2 O 3) більш ефективний у стеклонаполненного ПБТ, ніж у ненаповнені полімері. Відзначено також, що введення антипірену призводить до збільшення часу займання і до підвищення концентрації Димовиділення та оксиду вуглецю при горінні матеріалів [56].
Важкозаймистий композиційний матеріал містить (А) сополімер на основі ³ 60% ПБТ і / або бутілентерефталата, (Б) 2-25% Br-яке містить епоксісоедіненія, (В) 2-15% антипірену на основі Sb і (Г) 0-70% неорганічного наповнювача. Компонент Б складається з суміші 100 ч. модифікованої Br-містило (³ 20%) епоксидної смоли на основі бісфенолу формули
ОСН 2 СНСН 2 [OC 6 H 3 (Br i) C (Me) 2 C 6 H 3 (Br i) OCH 2 CH (OH) CH 2] n OC 6 H 3 (Br i) C (Me) 2 C 6 H 3 (Br i) OCH 2 CHCH 2 O,
де i = 1-4, n = 0-40, та / або продукту повної або часткової блокування її кінцевих гліцідільних груп, і 0,1-50 ч. похідного поліалкіленового ефіру Br-з вмістом бісфенолу формули
АЛЕ (R) l OC 6 H 3 (Br i) YC 6 H 3 (Br i) O (R) m OH,
де R-залишки етилен-, ізопропілен-, бутіленоксідов, i та m = 1-5, Y-CH 2, C (Me) 2, SO 2, O, S або С (О). Як компонент В застосовують з'єднання формули
(NaO) p Sb 2 O 5 × qH 2 O, де p = 0,4-0,9, q = 0-4 (кристалізаційна вода) [49].
Для отримання важко займистих плівок з поліпшеною прозорістю, не виділяють токсичних галогенсодержащих газів при контакті з відкритим полум'ям, використовуваних як захисних плівок для труб з нержавіючої сталі на атомних електростанціях, змішують 100год. ПБТ (марки ВТ-1500) або / та еластомерного складного сополіефіра, що містить бутілентерефталатние та інші алкілентерфталатние ланки, при їх співвідношенні 3:7-7:3, 0,1-54; не менше 1 поглиначів УФ-променів, вибраних з 2 - (2-гідрокси-5-метілфеніл) бензотриазол, 2-гідрокси-4-н-Доде-цілоксібензо-фенон, етил-2-ціано-3, 3 ¢-діфенілакрілата, 2,4-ди-трет-бутілфеніл-3 ¢ , 5 ¢-ди-трет-бутил-4 ¢-гідроксибензоат, а також зазвичай не більше 100год. неорганічного наповнювача [Mg (OH) 2, Al (OH) 3, Ca (OH) 2, CaCO 3, тальк, гідротальціт] і перерабатиают на екструдерах з кільцевої або Т-подібної насадкою у вироби товщиною 10-500мкм [50].
Композиційні матеріали з поліпшеними вогнестійкістю, механічними і діелектричними властивостями, зокрема, ударостійкість, використовується для виготовлення деталей електронної апаратури, містять 25-93,5% термопластичних полібутиленові поліефірів (ПБТ), 1-30% органічних гаогенсодержащіх антипіренів, 5-60% неорганічного наповнювача (тальк, глина, скляні частинки, порошки та пластівці) і 1-10% фосфатів формули
А 2 Р (О) [ОROP (O) (A)] m А (1),
де А-ароматичний радикал формули З 6 Н 3-n R 1 n, n = 0-3, R і R 1-Cоответственно ді-і моновалентний аліфатичний З 1-20, ароматичний З 6-18 радикали, m = 1-30 [46].
У роботі [47] запропоновано вогнестійкий композиційний матеріал на основі ПБТ та суміші (галогеновані бензолсульфоната формули
SO 3 YC 6 H 4 (X) a, м
де X - Cl, Br, Y - Na, K, а = 1-5, 3 та поліфосфату амонію формули (NH 3 PO4) n, де n ³ 50.
Фірмою DSM Engineering розроблений новий тип вогнестійкого ПБТ стеклоармірованного марки Arnite. Його відрізняє низька в'язкість розплаву, хороша текучість, швидке та повне заповнення форми й набагато менший цикл формування виробів, а так само низькі усадка і викривлення. Надвисока плинність Arnite дозволяє знизити тиск заповнення форми розплавом на 20%, а цикл формування скоротити на 15%. Розроблено композиції, армовані 15 і 30% скловолокна марок відповідно ТV 4230 SNF і TV 2260 SNF, в тому числі що містять до 50% вторинного полімеру, що помітно знижує вартість готових виробів. Застосовують їх в конструкціях ЕОМ, комп'ютерної техніки та інших електронних системах при створенні низьковольтної апаратури. Висока міцність і жорсткість нових марок ПБТ робить можливим використання їх в різних конструкційних виробах [57].
Вогнестійкі термопластичні формувальні композиційні матеріали в якості основного компонента містять А) 30-80% термопластичного складного поліефіру і Б) 20-70% суміші з карбонатів металів 2 головної підгрупи періодичної системи, наприклад, суміші з б 1) Mg-Ca-карбонату загальної формули Mg x Ca y (CO3) x + y × mH 2 O, де x і y = 1-5, x / y ³ 1 і m> 0, і б 2) основного Mg-карбонату загальної формули Mg n (СО3) v (ОН ) 2n × Wн 2 О, де n = 1-6, 6> v> 0 і W ³ 0, при співвідношенні б 1: б 2 = 1:1-3:1. Композиційні матеріали відрізняються високою вогнестійкістю при хорошому поєднанні діелектричних і механічних властивостей. Їх застосовують для одержання волокон, плівок і формованих виробів, наприклад, в автомобільній промисловості, для корпусів електричних приладів і в будівництві [51].
Вогнестійкий композиційний матеріал з поліпшеними стабільністю при переробці, механічними та електричними властивостями, вироби з якого мають незначні включення газів, містить 100 ч. ароматичного поліефіру, наприклад, ПБТ, 1-60 ч. органічного бромсодержащих сполуки з вмістом брому ³ 20% і молекулярної масою ³ 450 і 1-50 год Sb 2 O 3, 10% якого мають кристалічну ромбічну структуру [52].
Самозгасаючий ПБТ марок Vestodur X7347 (неармований) і Х7348 (30% скловолокна) містить антипірен, який не мігрує на поверхню, і добавки, які не викликають корозію металевих частин переробного обладнання. До складу нового матеріалу не входить полібромовані дифенілові ефір. Матеріали Vestodur мають такі властивості (Х7347/Х7348): модуль пружності 220/9000 МПа, ударну в'язкість по Изодом (зразки з надрізом) 13/18 і 7,5 / 12 кДж / м відповідно при температурі 23 ° і -30 °, твердість по Шору 78/80Д, деформаційну теплостійкість 60/210 ° (1,8 МПа), об'ємний індекс розплаву 50/8см / 10хв (250 °, 2,16 кг), вогнестійкість V-0/V-0, усадка 1,8 -2,2 / 1,5-1,8% відповідно в поздовжньому і поперечному напрямках [53].
Термопластичні формувальну масу, яка містить 32,5-74,5% поліалкілентерефталата, 5-20% пентабромбензілакрілата, 0,5-7,5% триокиси сурми і 10-40% армуючого наповнювача (скловолокно) використовують для виготовлення виробів з високими стійкістю до утворення струмопровідних слідів і негорючістю. Як поліалкілентерефталата застосовують поліетилентерефталат, ПБТ або їх суміші [54].
Наповнені композиційні матеріали
а) стеклонаполненного композиційні матеріали
Uitradur S - новий частічнокрісталлічний ПБТ фірми BASF, модифікований аморфним акриловим ефіром акрілонітрілстірола і армований скловолокном. Має задовільну формостійкість, низьку щільність і гарна якість поверхні. З Ultradur S 4090G6 можна виготовляти, наприклад, автомобільні дзеркала заднього виду без звичайних металевих несучих деталей [58].
Фірмою BASF отримано новий тип стеклоармірованного ПБТ, що містить 50% скловолокна, що має модуль пружності 19 ГПа (порівняно з 3 ГПа для ненаповнених марок) і успішно замінює метали в різних несучих і відповідальних конструкціях [59]. Досліджували вплив скловолокна на механічні властивості композиційних матеріалів на основі суміші ПБТ / поліетилен (високої щільності) (80:20). Зміст скловолокна в композиційний матеріалах змінювали в межах 10-30% (вес.). Для поліпшення взаємодії на межі розділу фаз полімерних компонентів застосовували іономір сополімер етилену з метакрилової кислотою. Суміші отримували на одношнековий екструдері при 250-260 °. Дослідження мікроструктури композитів показало, що переробка зменшує довжину скловолокна з 4,5 мм до 1,2 мм (при екструзії) і навіть до 0,8 мм (при литті), причому зменшення довжини скловолокна зростає при збільшенні ступеня наповнення композиційного матеріалу: орієнтація скловолокна вздовж напрямку течії збільшувалася при зростанні швидкості зсуву та ступеня наповнення композиту. Застосування іономір - компатибілізатора погіршувало властивості композиційний матеріалів з-за зниження напружень на кордоні матеріалів із зростанням ступеня наповнення збільшувалася, але ефективність зростання модуля пружності при цьому знижувалася. Ударостійкість композиційних матеріалів зменшувалася при випробуваннях без надрізу, але при випробуваннях з надрізом у присутності іономір-компатибілізатора дещо збільшувалася. Зроблено висновок, що збільшення сумісності сумішей, наповнених скловолокном, не призводить до покращення механічних характеристик композиційних матеріалів [60].
Вивчали вплив методів переробки повторно подрібненого композиційного матеріалу на основі ПБТ, що містить скловолокно марки Е. Після обрботкі реціклата відповідним сіланом він володіє такими ж механічними властивостями, як і вихідний композиційний матеріал. Литьевое і екструзійно-компресійне формування сприяє хорошому зв'язку матриці з волокном і його рівномірному розподілу, обумовлює більш високу міцність при розтягуванні, ніж компресійне формування. Останнє призводить до невпорядкованою орієнтації волокна та зменшення зв'язку скловолокна з полімерною матрицею, що веде до зниження міцності при розтягуванні, але до поліпшення ударної в'язкості. Для дослідження використовували плити з композиції, що містить ПБТ і 35% скловолокна (довгого), подрібнені до частинок 1-12мм, оброблені сіланом Z-6040 з гліцідоксігруппамі і Z-6032 з вінілбензіл - і аміногрупами. На реціклат наносять відповідно 1,5 і 0,5% силану у вигляді розчину в метанолі. У результаті вихідний композиційний матеріал з 35% скловолокна, Вторинно перероблений і оброблені Z-6040 і Z-6032 та необроблені Вторинно перероблений композиційні матеріали, що переробляються литтям під тиском при 250-263 ° (температура сопла 271 °, температура форми 93 °) мають відповідно міцність при розтягуванні 126,4; 114; 131 і 112 МПа, після екструзійно - компресійного формування 99; 84; 97; 89МПа, ударну в'язкість ливарних зразків з надрізом 86,115, 85 і 93,7 Дж / м і після компресійного формування 93, 243, 208 і 202 Дж / м [61].
б) Композиційні матеріали, армовані металевим, вуглецевим волокном або містять різні наповнювачі
Удароміцні композиційні матеріали готують змішуванням 100год. ПБТ, 10-150 ч. сополимера (не) насиченого акрилату і (не) насиченого метакрилату, що містять (не) розгалужений органічний радикал С, і 8-800ч. металевих волокон (волокна заліза, алюмінію, нікелю, латуні або низьковуглецевої сталі) з середньою довжиною і діаметром 0,5-15 мм і 5-150 мкм [62].
Для виготовлення зовнішніх панелей автомобіля з підвищеною механічною міцністю і низьким коефіцієнтом теплового розширення, на які можна наносити покриття одночасно зі сталевими деталями, використовують композиційні матеріали, що складаються з 10-50% ароматичного полікарбонату із молекулярною масою 10-100 тис. (краще на основі дифенілолпропану ) ,45-85% ПБТ, можливо містить <30 мол.% ланок на основі інших діол та дикарбонових кислот, з характеристичною в'язкістю 0,2-2,0 (о-хлорфенол, 25 ° С), 16-25% еластомерного полімеру , що готується щепленням на бутадієновий каучуки не менше 1 мономеру, обраного з алкіл (мет) акрилатів і вінілароматіческіх мономерів (стирол, його алкіл-, алкокси-і галогенпроізвоние), краще марок Канеес У-28 і В-56, Канеес РА-20, Метаплен З-223, Н1А-15 або ВТА, 0,3-2год. на 100год. зазначених компонентів вуглецевих волокон з діаметром 3-20 мкм, приготованих з волокон на основі целюлози, акрилових полімерів, лігніну, нафтових і кам'яновугільних смол, 1-10ч. сажі з питомою поверхнею> 150 м / г і сорбційною здатністю по відношенню до масло не менее500 мл/100г та інших необхідних добавок [63].
Для отримання термопластичних композиційних матеріалів, що мають підвищені міцність при розтягуванні і модуль пружності при згині, змішують 10ч. термопластичного полімеру (поліамід, складний поліефір, полікарбонат, АБС-смоли, поліолефін), 100-800ч. порошку заліза з діаметром часток 50-200 мкм і 10-150ч. неорганічного порошку з діаметром частинок 8 мкм, основним компонентом якого є Аl 2 O 3 (інші оксиди - Zr, Si, Ti, Ca, Mg, Na) [64].
Композиційний матеріал з поліпшеною стійкістю до розтріскування містить (%) 5-65 ПБТ з характеристичною в'язкістю 0,78 дл / г [при 25 ° в суміші (60:40) фенолу і тетрахлоретана] і 30-85 ВаSO4 з діаметром часток 0,05 -50 мкм, а також добавки до 5 пластифікатора (жирні кислоти, ефіри жирних кислот, аміди, віск) і 0,01-0,5 фенольного антиоксиданту {тетра [метилен-3-(3,5-ді-третбутіл-4- гідроксифеніл) пропіонат] метан}. Щільність композиційного матеріалу не менше 2 г / см. Зазвичай використовують суміш з ПБТ і поліефіру у співвідношенні 0,2-1-5:1. При введенні скловолокна в композицію оптимум його 1-45% [65].
Прозоре стійке до стирання покриття наносять на композиційний матеріал, що містить 0-70% ПБТ, 0-70% поліетилентерефталат (ПЕТ), причому кількість ПБТ і ПЕТ має становити більше10% від композиційного матеріалу; 0-35% ароматичного полікарбонату, причому зміст перших двох еквівалентно або більше полікарбонату; ефективних кількостей стабілізатора (наприклад, фосфіти, кислих фосфатів і ін); 0-15% стирольного модифікатора; 0-35% поліефіру або поліефіріміда, що містить прості ефірні зв'язку; 30-80% неорганічного наповнювача (сульфати барію, стронцію, хрому, цинку, оксид цинку); 0-30% скляного армуючого наповнювача. Матеріалом покриття є колоїдний кремнезем, диспергований в сіланол, полімерних системах акрільних або метакрільних або їх сумішах, а також амінопласти [66].
Композиційні матеріали складаються з 97,0-99,85% поліалкілентерефталата, 0,05-1,0% синього ультрамарину, 0,05-1,0% сажі або графіту і 0,05-1,0% діоксиду титану (IV) , причому 1-60% поліалкілентерефталата можна заміщати ароматичним полікарбонатом і при необхідності, полімером з Тст <-10 °, які мають каучукоподібний еластичністю. Композиційний матеріал містить по вибору речовини для утворення зародків кристалізації, мастила, технологічні добавки, наповнювачі та армуючі речовини, антипірен, барвник і пігмент. Композиційний матеріал застосовують для виготовлення формованих виробів, для надписання шляхом випромінювання енергії з довжиною хвиль поблизу УФ-, видимих ​​і ІК-областей для отримання білого шрифту на чорній і темної основі [67].
Композиційний матеріал, що використовується в електроніці при виготовленні лазерних дисків, містить 30-99,995% термопластичного полімеру (поліефіри, поліолефіни, полістирол, їх суміші), 0,005-5% неорганічних солей (галогеніди, псевдогалогеніди, сульфати) і 0 - 69,995% наповнювача [68 ].
Термостійкі композиційні матеріали
Технологічні композиційні матеріали з поліпшеною термостійкістю, застосовувані для виготовлення формованих виробів електротехнічного призначення, готують змішуванням 5-94,99 ч. ПБТ з характеристичною в'язкістю 0,7-0,92 дл / г (30 °, суміш Рh-ОН - тетрахлоретан 3 / 2), 5-94,99 год ПБТ з характеристичною в'язкістю 0,93-1,4 дл / г і 0,01-2ч. солі монтанвоска або його складного ефіру [69].
Термопластичний формувальний композиційний матеріал, що включає поліетилентерефталат (ПЕТ) або ПБТ, модифікатор і добавку цільового призначення для зниження плинності розплаву, підвищення його термостабільності, усунення облоя в ливарних виробах на її основі для кращого видалення виробів з литтєвий форми, в якості модифікатора містить епоксітріфенольную смолу, а в якості добавки - меламін і / або амідний віск при наступному співвідношенні компонентів: 100 ч. ПЕТ або ПБТ, 0,5-1,0 ч. епоксітріфенольной смоли; 0,025-0,35 ч. меламіну і / або амідного воску і додатково 30-40ч. скловолокна. Композиційний матеріал може також містити фосфіти, пігменти, інгібітори горіння і т.п. Епоксітріфенольную смолу і меламін і / або амідний віск додають до гранулам полімеру у вигляді розчину в ацетоні, суміш сушать 8-10 годин при 120 ° у вакуумі і відливають зразки [70].
Термостійкі композиційні матеріали з поліпшеними механічними характеристиками, які застосовують для виготовлення деталей автомобілів або корпусів електронних приладів, готують змішуванням 1-99% синтетичного полімеру (полівінілхлорид, складний поліефір, полікарбонат, поліоксиметилен) і 99-1% каучукоподобное сополимера з в'язкістю по Муні 20-120 , змістом гель-фракції не менше 50% і середнім діаметром частинок 0,2-1 мкм, синтезованого сополимеризацией дієнового мономеру, утворює гомополімери з Т ст £ 25 °, і поліфункціонального ненасиченого мономера [71].
Термопластичний композиційний матеріал з чудовими розмірної стабільністю, якi формуються, термостійкістю і поліпшеної ударною міцністю, використовуваний в автомобільних деталях, електричних та електронних компонентах, отримують шляхом змішування А) 99-1% ароматичних поліефірів, наприклад, ПБТ, Б) 1-99% поліфеніленефіра, наприклад , полі-2 ,6-диметил-1 ,4-феніленефіра, В) (% від маси А + Б) 0,1-100 сумісника - багатофазного конструкційного термопласту, що містить 5-95 епоксіолефінового сополімеру, в якому будь-який з кополімерів утворює дисперговані фазу з частинок діаметром 0,001-10мкм, і Г) (% від маси А + Б + В) 0-150 неорганічного наповнювача [72].
Металізовані вироби, що відрізняються підвищеною термостійкістю, механічною міцністю і хімічну стійкість, формують з композиційного матеріалу, що містить (%) 10-90 ПБТ і 90-10 АБС, модифікованого 5-30 полібутадіенового стирольного каучуку та / або сополімеру бутадієну і акрилонітрилу (1) або стиролу (2). Використовуваний АБС містить 1 і 2 в відношенні від 15:85 до 60:40 [73].
Виробництво і застосування ПБТ, його сополімерів і композиційних матеріалів на їх основі
Завдяки поєднанню фізико-хімічних, механічних і діелектричних властивостей і високої швидкості кристалізації ПБТ широко використовують для виготовлення деталей електротехніки, електроніки та автомобілебудування.
За оцінками зарубіжних фахівців ПБТ в майбутньому буде не тільки конкурувати з традиційними конструкційними термопластами, але й замінить деякі термореактивні смоли і металеві виливки. Чудові властивості полімеру визначили швидке зростання його випуску. У 1995 році його світовий випуск склав 270 тис.т. [74], а до 1998 року світова потреба в ПБТ виросла на ринку до 410 тис.т / г (щорічний приріст 6-8% / г). Різке збільшення потреби в ПБТ на міжнародному ринку змусило основних постачальників цього полімеру збільшити (або створити нові) виробничі потужності з його отримання. З основних фірм даного профілю відзначені: нове підприємство Du Pont потужністю 30 тис.т / г, Hoechst, на 50% розширила своє виробництво, довівши загальний обсяг випуску ПБТ до 32 тис.т / м. Цією фірмою проводиться з 1997 року переорієнтація заводу з випуску поліетилентерефталату на ПБТ з подвоєною виробничої можливістю і, нарешті, у березні 1998 року BASF і GE Plastiks введено в дію виробництво ПБТ 60 тис.т / м. і в Китаї планується швидке введення в дію виробництва цього полімеру потужністю 26 тис.т / г [75].
Повідомляють, що на заводі в Єммен (Нідерланди) фірми DSM Engneering Plastics з 2-го кварталу 1998 року розширено виробництво ПБТ до 30 тис.т. / м. Після освоєння та оцінки технологічного процесу фірма DSM буде щорічно збільшувати випуск цього термопластичного поліефіру на 8-9% і буде зміцнювати і розширювати свої позиції на ринку [76].
Вартість ПБТ постійно знижується і, в першу чергу, через доступної і дешевої сировини для його виробництва, в т.ч. для ПБТ, армованого 30% скловолокна і вуглецевими волокнами, який є прекрасним конструкційним матеріалом для машинобудування та будівництва. ПБТ і композити на його основі широко застосовуються в автомобілебудуванні та електронної промисловості. Полімер має високу міцність і твердість, має добрі діелектричні властивості і високу хімічну стійкість. Обнадійливою перспективою для подальшого розвитку виробництва та застосування ПБТ є відсутність в його структурі хлорвмісних агентів і з'єднань, що повною мірою задовольняє вимогам по екології, підвищену вогнестійкість, пожежо-і вибухобезпечність виробів з нього.
Одним з головних споживачів ПБТ і композиційних матеріалів на його основі є автомобіле-і машинобудування, де вони застосовуються для виробництва кузовів, рам, бамперів і деталей внутрішньої обробки автомобілів.
Повідомляють, що в Північній Америці вперше з'явилися нові, легкі двосторонні бампери, отримані литтям під тиском з роздуванням з Xenoy - суміші полікарбонату і ПБТ фірмою General Elektric Plastics, яка складає конкуренцію бамперам з металу і пенополіпропілен за стилем і ціною; нові бампери на 45% легше існуючих, витримують -29 ° С без руйнування на великих швидкостях. Бампери з подвійною стінкою добре абсорбують енергію удару і стійкість до ударів вище, ніж у металів [77].
Фірмою Bayer Corp. намічається в 2000р. впровадження сумішей і сплавів ПБТ з полікарбонатів для отримання тонкостінних решіток радіаторів машин і бамперів, фірма Toyota планує подальше удосконалення технології виробництва цих дуже прогресивних матеріалів для конструкції своїх машин, зокрема, наприклад, зниження крихкості виробів і підвищення їх стійкості до розтріскування і дії несприятливих атмосферних умов [78].
З ПБТ марки Ultradur S 4090G6 фірми BASF можна виготовляти автомобільні дзеркала заднього виду без звичайних металевих несучих деталей [79].
Новий матеріал для лиття під тиском на основі ПБТ, прложенний фірмою Du Pont під назвою Crastin серії 93, володіє високою стабільністю розмірів (на 50% вище, ніж у звичайного ПБТ), що досягається введенням дисперсних наповнювачів (стеклошаріков, мінеральних порошків). В автомобільній промисловості використовують для лиття штекерних роз'ємів із заставними деталями. Хороше поєднання механічних властивостей при меншій щільності і більш короткому циклі лиття роблять новий матеріал конкурентоспроможним [80].
Інший важливий споживач ПБТ - електронна та електротехнічна промисловості. З композиційних матеріалів на основі ПБТ виготовляють лазерні диски, формують з'єднувальні корпусу для місць підключення електропроводки, відливають деталі електротехніки та електроніки: вимикачі, реле, з'єднувачі й ін [68, 81, 82, 83].
Для різноманітного застосування ПБТ в електротехніці потрібні формувальні композиції з певними властивостями, які досягають за рахунок модифікації базових марок ПБТ. Для цього є різнобічні можливості: сополимеризация з 5-25% мономеру надає ПБТ гнучкість, суміші з каучуком і термопластами підвищують ударну в'язкість або усувають жолоблення, що важливо при литті деталей з металевою арматурою; введення скловолокна підвищує жорсткість і теплостійкість; за допомогою бромсодеращіх антипіренів отримують самозагасаючі матеріали, застосовувані для штепсельних з'єднань. Фірма Huls (Німеччина) випускає самозагасаючі матеріали марки Vestodur X 7292, 7383, 7384, не містять галогенів і мають модуль пружності 750 і 2000 Н / м і призначені для ізоляції жив, конденсаторів в закритому корпусі і корпусних частин відповідно, а марка 7384 є специфічною для нанесення написів лазером. Для штепсельних роз'ємів, де потрібна хороша стабільність розмірів при великій довжині ~ 200мм, застосовують ПБТ поліпшеної плинності з індексом розплаву 40см/10мін при 250 ° і 2,16 кг. Велике значення для електротехніки має ізолююча здатність термопластів при іскровому розряді вздовж забруднення поверхні термопласту, яка оцінюється по DIN / IEC 112 порівняльним індексом (СІ) освіти струмопровідного містка в ізоляторі. Модифікований ПБТ характеризується високим СІ 600, а у самозатухаючих марок СІ знижується і становить 175-200, але за рахунок спеціальної модифікації вдається підвищити СІ до 400 [84].
Композиційний матеріал для штепсельних роз'ємів містить ПБТ з характеристичною в'язкістю 0,6-1,5 [30 °, (40:60) тетрахлоретан-фенол], 0,01-3% мастила, наприклад, солі монтановий воску або його ефірів і 0, 01-3% антиоксиданту, наприклад, утрудненого фенольного або фосфітного сполуки [85].
Фірма Elko (Норвегія) виготовляє монтажні плити для вимикачів і штепсельних розеток для установки на стіну. Ці плити зроблені з ПБТ, зміцненого скловолокном, який виготовляє компанія DSM. Цей матеріал не горючий і відрізняється покращеними реологічними властивостями і незначною щільністю, що дозволяє зменшити витрати на його переробку [86].
У виробах побутового призначення ПБТ-матеріали знайшли застосування в якості ручок для духових шаф, ручок сковорідок, деталей корпусу телефонних апаратів.
Повідомляється про пластмасовою раковині для кухні, яка виглядає як з граніту, але менш дорога. Вона зроблена з конструкційного композиту, який можна формувати у вироби з фактично не руйнується твердою поверхнею, чинять опір відшаровування. Більшість плям можна видалити за допомогою миючих складів, наждачний папір видаляє глибокі плями. Раковину виготовляють литтям під тиском з композиту на основі ПБТ марки Heavy Valox (60% мінерального наповнювача) [87].
З композиційних матеріалів на основі ПБТ виготовляють пляшки (в т.ч. забарвлені) для напоїв і ємності для косметичних продуктів [88].
Картон, покритий плівкою ПБТ, використовують в якості пакувального матеріалу для харчових продуктів, що витримує нагрівання до 230-290 °. Крім того, ПБТ можна застосовувати для виготовлення предметів домашнього вжитку, корпусів побутових приладів, підшипників, трубчастих передач, медичних інструментів та оргтехніки [89].
Зміцнені матеріали на основі ПБТ застосовують при виготовленні регуляторів тиску для побутових газових балонів, деталей годин. Ці зміцнені матеріали успішно замінюють метал в таких виробах, як втулки велосипедних коліс, натирачі та ін ПБТ - матеріали, які виробляє фірма Du Pont (США), поєднують в собі властивості гуми з легкістю переробки, властивої термопластів. Їх застосовують у тягах рульового колеса в автомобілях, в деталях побутових пилососів, в гідравлічних вузлах, що працюють під водою та інших деталях [90].
Фірма Hilti Kunststofftechnik GmbH виробляє гільзи для роздільного приміщення двокомпонентних клеїв з термопластичного поліефіру (Bergadur PB40) на основі ПБТ. Матеріал забезпечує необхідну ударну міцність, жорсткість, хімстійкість, розмірну стабільність і володіє достатньою плинністю при переробці. До цих пір гільзи формували з поліпропілену [91].
Комфортабельні велосипедні сидіння фірми Global Plast (Італія) з термопластичних еластомерів на основі ПБТ і поліефіргліколя (Hytrel фірми Du Pont) отримують литтям під тиском. Вони легкі, гнучкі і досить міцні [92]. ПБТ володіє високою здатністю до волокноутворення при прядінні з розплаву, а готові пасма волокон мають набагато більшу здатність до витяжки, прядіння і ткацтва, ніж волокна з поліаміду-6 та інших поліефірів при набагато меншій вартості вихідної сировини і готового матеріалу. ПБТ-волокна успішно конкурують зі штапельні волокна за органолептичними та комфортним властивостями, придатні для виготовлення килимових виробів, де важливе значення відіграє й економічний чинник. ПБТ-волокна значно дешевше і доступніше, ніж волокна з поліетилентерефталату, менше електризуються і не накопичують пилоподібні частки та ін забруднення в приміщеннях [93].
Реціклуемие килими з пучків ПБТ-волокна, склеєних між собою і приклеєних до підкладки клеєм - розплавом на основі ПБТ. Килими, повністю виготовлені з поліефіру, добре рецикла: їх можна подрібнити, висушити і екструдувати знову в поліефірне волокно [94].
ПБТ йде також на отримання ниток і плівок. З ПБТ виготовляють вогнестійкі плівки, плівки для термочувствительной креслярського паперу, плівку, що добре зварювану при нагріванні і багато іншого [50, 95-98].
Центром по композиційних матеріалів [102] розроблено марочний асортимент композиційних матеріалів конструкційного призначення, що відрізняються підвищеною теплостійкістю, міцністю, бензо-, маслостойкостью, гідролітичною стійкістю, чудовими електротехнічними властивостями. Отримані матеріали задовольняють вимогам, пропонованим машинобудівними і електротехнічними галузями промисловості і показали позитивні результати при випробуваннях у виробах.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Стаття
68.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Нові композиційні матеріали на основі промислових відходів хі
Нові композиційні матеріали на основі промислових відходів хімічних волокон
Біс-малеінімід-олігофенолдісульфідное сполучна та матеріали на його основі
Композиційні матеріали
Перспективні космічні композиційні матеріали
Склокерамічні матеріали на основі компонента з фазовим переходом ме
Склокерамічні матеріали на основі компонента з фазовим переходом метал-напівпровідник
Нові високоміцні і надміцні матеріали з високою пластичністю на основі заліза
Фазовий склад поліблочних блок-сополімерів поліаріленсульфоноксіда і поліетиленоксиду
© Усі права захищені
написати до нас