Химическая структура

ABS

Сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола АБС-пластик

Химическая структура

 
     АБС-пластик - двухфазный привитой сополимер бутадиена и акрилонитрил-стирольного сополимера (SAN):  

     АБС-пластики содержат 5-35% акрилонитрила, 10-40% бутадиена, 25-80% стирола. Свойства материала зависят от соотношения компонентов:

     При повышении содержания акрилонитрила повышается:          
          - теплостойкость 
          - прочность
          - твердость
          - химическая стойкость

     При повышении содержания бутадиена повышается:
         - ударопрочность
         - стойкость к низким температурам

     При повышении содержания стирола повышается:
         - жесткость
         - твердость
         - перерабатываемость
         - блеск

     Большие влияние на свойства материала оказывают размер частиц каучуковой фазы (полибутадиена), адгезия на границе раздела фаз, молекулярная масса полимера матрицы и привитого полимера и др. факторы. 
     Иногда вместо бутадиенового каучука при синтезе используется бутадиен-стирольный каучук. 
     Термин "термостойкий ABS" трактуется по разному в разных странах, в качестве критериев теплостойкости обычно применяются температура изгиба под нагрузкой 1.8 МПа или температура размягчения по Вика для нагрузки 50 Н.  
     Термостойкий ABS может содержать 4-й компонент: альфаметилстирол, N-фенилмалеинимид (материал Denka Malecca компании Denki Kagaku Kogyo) и др.:

     Так называемый "прозрачный АБС" (transparent ABS) является сополимером метилметакрилата, акрилонитрила, бутадиена и стирола (MABS).

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2005

ECTFE

Сополимер этилена и хлортрифторэтилена

Химическая структура

 

Чередующийся сополимер этилена и хлортрифторэтилена

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

ETFE

Фторопласт-40, сополимер этилена и тетрафторэтилена

Химическая структура

 

Чередующийся сополимер этилена и тетрафторэтилена

  Производство начато в 1970 г. (DuPont)

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

ESI

Этилен-стирольный интерполимер

Химическая структура

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

EVOH

Сополимер этилена и винилового спирта

Химическая структура

 

Сополимер этилена и винилового спирта:
  

Производится с 1945 г.

     Промышленно-выпускаемые марки EVOH - статистический сополимер, содержащий 27-48% этилена.     

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

FEP

Cополимер тетрафторэтилена и гексафторпропилена, фторопласт-4МБ

Химическая структура

 

Cополимер тетрафторэтилена и гексафторпропилена

Производство начато в 1960 г. (DuPont)

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

PA 11

Полиамид 11 (ПА 11)

Химическая структура

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

PA 12

Полиамид 12 (ПА 12)

Химическая структура

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

PA 46

Полиамид 46 (ПА 46)

Химическая структура

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

PA 6

Полиамид 6 (ПА 6)

Химическая структура

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

PA 6-3-T

Полиамид 6-3-T (ПА 6-3-T)

Химическая структура

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

PA 66

Полиамид 66 (ПА 66)

Химическая структура

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

PA 6T

Полиамид 6T

Химическая струтура

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

PAI

Полиамидимид

Химическая структура

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

PA MXD6

Полиамид MXD6

Химическая структура и получение

 
Химическая структура полиамида MXD6

     Полиметаксилиненадипамид (полиамид MXD6) имеет следующую структуру:

     Молекулярная масса промышленно-выпускаемого полиамида MXD6: Mn = 16000-40000. По кристаллизационному поведению материал отличается от алифатических полиамидов и напоминает PET. В сухом состоянии PA MXD6 кристаллизуется очень медленно вплоть до температуры 170 оС. При кристаллизации без напряжений образуются большие сферолиты, наблюдается опалесценция. В присутствии воды кристаллизация ускоряется. Плотность кристаллической части высушенного материала при 23 оС - 1.25 г/см3, аморфной - 1.19 г/см3. Теплота плавления, определенная методом ДСК, составляет 37 кДж/моль.

  Промышленное получение полиамида MXD6

      Полиамид MXD6 получают поликонденсацией метаксилилендиамина (MXDA) с адипиновой кислотой:

История создания и начала производства полиамида MXD6

     В 1940 г. В.Х. Кароферс из компании Du Pont впервые получил полиамид из ксилилендиамина, но использовал для этого параизомер. Синтез полиамида MXD6 был проведен в 1956 г. Ф.Г. Лумом (California Research Corp.) /1-2/.
     С 1971 г. компания Mitsubishi Gas Chemical начала промышленный выпуск метаксилилендиамина, а с 1984 г. - промышленное производство полиамида MXD6.   

Литература

     1. Lum  F.G., Carlston E.F., Butler J.C. U.S. Patent 2766211, 1956.
     2. Carlston E.F., Lum F.G. Ind. Engin. Chem., 1957, v. 49, p. 1239. 
     Также использована информация компаний Mitsubishi Gas Co., Toyobo.

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2005

PBT

Полибутилентерефталат (ПБТ)

Химическая структура

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

PEBA

Полиэфирблокамид

Химическая структура

 

Сттруктура одного из полиэфирблокамидов:
     

  Литература:

     Modern plastics handbook. Ed. by Harper Ch.A. McGraw-Hill, 2000, p. 3-22 - 3-24.

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2005

PEN

Полиэтиленнафталат, его сополимеры и смеси

Химическая структура

 
      Полиэтиленнафталат, полиэтиленнафталинат (или полиэтилен-2,6-диметиленнафталат, полиэтилен-2,6-нафтален- дикарбоксилат)

       Сополимер PET/PEN, содержащий небольшое количество звеньев PEN, по сравнению с PET обладает лучшей теплостойкостью и лучшими барьерными свойствами. 

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

PET

Полиэтилентерефталат (ПЭТ)

Химическая структура

 
Полиэтилентерефталат:

     PET, применяемый для изготовления преформ, является большей частью сополимером с этиленгликолем.  
  
 

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

PFA

Фторопласт-50, перфторалкокси-сополимер

Химическая структура

 
Перфторалкокси-сополимер

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

POM

Полиформальдегид, сополимеры формальдегида

Химическая структура

 
Полиформальдегид (гомополимер):

     Сополимер формальдегида СТД получают катионной сополимеризацией триоксана с диоксоланом:   

     Сополимеры помимо оксиметиленовых звеньев 

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

POP

Полиолефиновый пластомер

Химическая структура

     Полиолефиновые пластомеры способны к большим обратимым деформациям, и в настоящее время их обычно рассматривают как одну из групп термопластичных эластомеров.   

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

PPА

Полифталамид

Химическая структура

 
     Полифталамиды - относятся к ароматическим (PAA), точнее полуароматическим полиамидам и являются производными полиамидов и терефталевой (T) или изофталевой (I) кислот. Мировая промышленность выпускает несколько типов полифталамидов: 

     PA 6T - полиамид 6T;
     PA 6T/6I, PA 6I/6T - сополимер полиамида 6T и полиамида 6I;
     PA 6T/66, PA 66/6T - сополимер полиамида 6T и полиамида 66;
     PA 6T/XT - сополимер полиамида 6T 
     PA 9T - полиамид 9T;

     Полифталамиды являются теплостойкими полиамидами и используются также в композициях с другими полиамидами (PA 6, PA 66) для повышения теплостойкости последних.  

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

PPSU

Полифениленсульфон

Химическая структура

Полифениленсульфон

Полифениленсульфон Radel A (производство с 1976, Union Carbide) 

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

PVDF

Фторопласт-2М, поливинилиденфторид

Химическая структура

  Поливинилиденфторид (гомополимер)

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

R-TPO

"Реакторные" термопластичные полиолефиновые эластомеры

Химическая структура

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

PVC

Поливинилхлорид (ПВХ)
 

Химическая структура

     ПВХ получают суспензионным (suspension), эмульсионным (emulsion) методами, полимеризацией в массе - блочным методом (mass, bulk). Свойства поливинилхлорида сильно зависят от метода получения.     
     Суспензионный ПВХ или ПВХ С (PVC-S) имеет сравнительно узкое молекулярно-массовое распределение, малую степень разветвленности, более высокую степень чистоты, низкое водопоглощение, хорошие диэлектрические свойства, лучшую термостойкость и светостойкость. 
     Эмульсионный ПВХ или ПВХ Е (PVC-E) характеризуется широким молекулярно-массовым распределением, высоким содержанием примесей, высоким водопоглощением, худшими диэлектрическими характеристиками, худшей термостойкостью и светостойкостью. 
     В качестве пластификаторов ПВХ применяют сложные эфиры фталевой кислоты с высшими спиртами (дибутилфталат, диоктилфталат и др.), трикрезилфосфат, сополимеры акрилонитрила и бутадиена и др. 

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

TE (PE-C)

Интерполимер на основе хлорированного полиэтилена - термопластичный эластомер

Химическая структура

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

TPV

Термопластичные вулканизаты (термопластичная резина)

Химическая структура

                                                     Структура термопластичного вулканизата (TPV)

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003

TPE-E

Термопластичные полиэфирные эластомеры

Химическая структура и получение

 
Структура полиэфирных термоэластопластов

     Термопластичные полиэфирные эластомеры (TPE-E) являются блок-сополимерами сложных и простых полиэфиров или сложных и сложных полиэфиров, их называют также полиэфир-эфирными сополимерами. Материалы имеют полиблочную структуру вида: (A B)n.
     К промышленно-выпускаемым TPE-E на основе сложных и простых полиэфиров (polyester-polyether copolymer, ester-ether TPE-E) относятся сополимеры полибутилентерефталата и политетраметиленоксида (PBT-PTMO), выпускаемые под торговыми марками Arnitel E и Arnitel P (DSM), Hytrel (DuPont), Pelprene P (Toyobo), Riteflex (Ticona) др.:

     Аналогичную структуру имеет материал Беласт (Могилевхимволокно). 
     Структура материала включает короткие жесткие блоки полибутилентерефталата и длинные (m = 1000 и более) эластичные блоки политетраметиленоксида. Термоэластопласт содержит 20-80% жестких блоков. При содержании жестких блоков более 80% полимер является жестким ударопрочным термопластом инженерно-технического назначения.  
     Полиэфирные термоэластопласты с жесткими блоками из PBT и эластичными сложноэфирными блоками (ester-ester TPE-E) выпускаются под торговыми марками Arnitel U (DSM), Pelprene S (Toyobo) и др. 
     По сравнению с PBT-PTMO эти материалы имеют большую светостойкость, стойкость к окислению, износостойкость, но меньшую стойкость к гидролизу и парам воды, а также ударопрочность при низких температурах.   
 

Промышленное получение полиэфирных термоэластопластов

     Полиэфирные термоэластопласты получают поликонденсацией диметилтерефталата (DMT), бутандиола (BDO) или других короткоцепных гликолей, а также длинноцепного гликоля - полиоксибутандиола, полиоксиэтандиола или полипропандиола по схеме: 

История создания и начала производства полиэфирных термоэластопластов

     Первые исследования полиэфир-эфирных блок сополимеров на основе терефталатов были проведены в 1950-х годах компаниями DuPont de Nemours (M.D. Snyder, 1952; W.H. Charch и J.C. Shivers, 1959) и ICI (D.Coleman, 1952). В качестве жесткого блока в ранних работах использовался полиэтилентерефталат. Однако более интересными по свойствам и перспективными с точки зрения коммерческого использования в качестве термоэластопластов оказались исследованные далее полиэфир-эфирные блок-сополимеры на основе полибутилентерефталата.  
     Термопластичные полиэфирные эластомеры выпускаются промышленно с 1971 года (материал Hytrel компании DuPont).
  

Идентификация материала

     Натуральный цвет: от белого до кремового. 
     Изделия на ощупь - мягкие, легко режутся ножом.
     Поведение в пламени. Материал горит, пламя имеет синий цвет, по краям - желтый. Пары имеют сладковатый запах, обладают раздражающим действием.   
  

     Литература:

    "Полиэфирэфир". Полимеры и резина в СНГ, 1992, т. 3, вып. 1, с. 13-14, 16-17, 19.
    Точные пластмассовые детали и технология их получения. (Старжинский В.Е., Фарберов А.М., Песецкий С.С., Осипенко С.А., Брагинский В.А.). Минск, Навука i тэхнiка, 1992, с. 55-56.
    McIntyre J.E. "The historical development of polyesters". in Modern Polyesters: Chemistry and technology of polyesters and copolyesters. Ed. by J. Scheirs and T.E. Long. John Wiley & Sons, 2003. 
    Также использована информация фирм DSM Engineering Plastics, DuPont de Nemour, Ticona, Toyobo..
    

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2005

TPU

Термопластичные полиуретаны (ТПУ)

Химическая структура

 
     Термопластичные полиуретаны представляют собой линейные блок-сополимеры с чередующимися эластичными и жесткими блоками. В зависимости от природы блоков термопластичные полиуретаны подразделяются на группы:

     - ТПУ на основе сложных полиэфиров (polyester TPU)
     - ТПУ на основе простых и сложных полиефиров (polyether/polyester TPU)
     - ТПУ на основе сложных полиэфиров и капралактонов (capralacton-ester TPU, capralacton TPU) 
     - ТПУ на основе поликарбонатов, поликарбонат-уретаны (polycarbonate-urethane)
     - ТПУ на основе полибутиленадипинатов (polybutyleneadipate TPU)
     - ТПУ на основе простых полиэфиров (polyether TPU)
     - Алифатические ТПУ (aliphatic TPU)
     - ТПУ на основе силиконов и поликарбонатов (silicon-polycarbonate TPU)
     - ТПУ на основе силиконов и простых полиэфиров (silicon-polyether TPU)

     ТПУ на основе сложных полиэфиров имеют лучшие физико-механические свойства, более стойки к свето- и термоокислительной деструкции, легче перерабатываются. 
     ТПУ на основе простых полиэфиров обладают большей морозостойкостью, гидролитической стойкостью и большей стойкостью к действию микроорганизмов, но имеют большую стоимость.
     Поликарбонат-уретаны имеет высокую стойкость к действию микроорганизмов, гидролизу, характеризуется низким набуханием в воде. 
     ТПУ на основе простых и сложных полиэфиров имеют промежуточные свойства. 
     ТПУ на основе сложных полиэфиров и капралактонов характеризуются лучшей стойкостью к маслам, топливам, отличается большей теплостойкостью, хорошей гидролитической стойкостью (лучшей среди материалов на основе сложных полиэфиров).
    ТПУ на основе полибутиленадипинатов имеют высокую стойкость к маслам и высокую термостойкость.
    Алифатические ТПУ имеют высокую светостойкость (не желтеют при действии УФ-излучения). 

UHMWPE

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ)

Химическая структура

      К сверхмолекулярному полиэтилену (UHMWPE) относят линейный полиэтилен низкого давления с молекулярной массой выше 1 млн. Промышленно-выпускаемый материал имеет молекулярную массу 3.5 - 6 млн. Эксплуатационные свойства материала зависят от молекулярного веса. 
     Чистый UHMWPE при нагревании выше температуры плавления переходит переходит не в расплав, а в высокоэластическое состояния. Поэтому он не может перерабатываться литьем. Литьевые композиции изготавливают при добавлении в UHMWPE смазок или пластификаторов.
     UHMWPE получают на катализаторов Циглера-Натта с использованием обычных аппаратурно-технологических схем производства полиэтилена низкого давления. Аппаратурно-технологические особенности производства определяются типом каталитической системы. 

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003