Таблиця 2.2

Властивости поліфеніленоксидів [3]

Показник | РРО | 3РО | Арилос І | Арилос ІІ

Густина, кг/м3 | 1050–1080 | 1100 | 1060 | 1060

Міцність, МПа

під час розриву

під час згину,

під час стиску, |

54–67

82–96– |

55–66

76–96– |

79

103

109 |

82

103

113

Подовження під час розриву, % | 50–60 | 25–40 | 12 | 18

Модуль пружности під час розриву, МПа | 2413–2629 | 1246–2207––

Ударнав’язкість, кДж/м2 | 9,8– | 39,2 | 68,7–98,1

Теплостійкість за Віка, К–– | 492 | 487

Температура вигину, К | 423 | 513––

Температура склування, К–– | 483 | 483

Водопоглинання за 24 год–– | 0,6–0,11 | 0,6–0,11

2.3. Поліфеніленсульфіди

Поліфеніленсульфіди (ПФС) – полімери загальної формули: |

(2.9)

з високою густиною, які добре витримують високі температури. Поліфеніленсульфіди топляться за 573 К, також стійкі до дії вогню.

Недолік полягає у тому, що поліфеніленсульфід дорогий і його використовують тільки у тих випадках, коли потрібна висока стійкість до дії полум’я.

Процес виробництва поліфеніленсульфіду (наприклад під назвою «Raiton») проводять в середовищі полярного розчинника (диметилсульфоксид, N-метилпіролідон і ін ) шляхом конденсації п-дихлорбензену з натрій сульфідом за підвищених температур:

n Cl-C6H5-Cl + n Na2S = (–C6H5–S–)n + 2n NaCl (2.10)

Поліфеніленсульфід також отримують з лужних солей п-хлордифенолу. Низькотопкі поліфеніленсульфіди, які містять нітрильні групи, добре поєднуються із скляними, металевими і вуглецевими волокнами. Під час нагрівання до 470–525 К, з каталізаторами або без них, поліфеніленсульфіди зшиваються без виділення летких продуктів і дають стабільні матеріали протягом 200 год на повітрі за температури 573 K.

Поліфеніленсульфід – висококристалічний полімер з температурою топлення кристалічної фази 558 К, нерозчинний в більшости розчинників за температури нижче 2273 К. Володіє хімічною стійкістю, в тому числі до автомобільного та авіаційного палива та горючо-мастильних матеріалів, кислот, лугів, детерґентів та інших миючих засобів, а, також, стійкістю до гідролізу (водопоглинання ~ 0,02%). Низький рівень водопоглинання (до 0,02%) дозволяє використовувати матеріал для виготовлення різних деталей насосів чи деталей, що працюють у вологому середовищі. Зберігає хімічну стабільність також за підвищених температур, наприклад, при контакті з гарячим повітрям чи горючо-мастильними матеріалами в процесі експлуатації двигунів.

Даний матеріал є найбільш термостійким серед усіх полімерів та характеризується високими механічними властивостями та стабільністю розмірів виробів. Вироби з поліфеніленсульфіду можуть працювати постійно в інтервалі температур від 213 до 493 К та витримують короткочасний нагрів до 513 –523 К. Під час тривалого нагрівання на повітрі за температури 650 –670 К в’язкість розтопу поліфеніленсульфіду зростає, полімер набуває виду драглю за рахунок реакції розгалуження і зшивання. На повітрі полімер повністю розкладається за температури 970 К, а в інертній атмосфері за температури 1270 К зберігається його 40% за масою. [3].

За своєю природою матеріал володіє високими діелектричними властивостями, які зберігаються у всьому інтервалі температур експлуатації, а також за різної вологости.

Масивні вироби краще формувати пресуванням за температури 613 – 673 К і питомого тиску 10 – 69 МПа. Композиції поліфеніленсульфіду, що містять до 40% скловолокна, легко переробляються литтям під тиском і придатні для виготовлення виробів складної форми.

При наповненні поліфеніленсульфіду вуглецевим волокном можна отримати електропровідний матеріал (поверхневий опір < 106 Ом) при одночасному покращенні його зносостійкости, теплопровідности та зі збереженням міцности.

Модифікація ПФС введенням в нього скловолокна, мінеральних наповнювачів та модифікуючих добавок дозволяє суттєво змінити властивости базового матеріалу, надати композиціям на його основі:*

більш високої теплостійкости, *

суттєво підвищити його жорсткість та міцність.

Основні характеристики:

- відмінна стабільність розмірів;

- надзвичайно висока вогнестійкість;

- самозатухання;

- надзвичайно низьке водопоглинання;

- високий опір до повзучости;

- висока жорсткість та міцність;

- висока термостійкість;

- можна використовувати при контакті з їжею (FDA).

Галузі застосування:

- Автомобільна промисловість;

- Авіаційна та космічна промисловість;

- Нафтохімічна та ґазова промисловість;

- Машинобудування;

- Електротехніка та електроніка;

- Світлотехніка;

- Побутова техніка;

- Медична техніка.

2.4. Поліфеніленсульфони

Поліфеніленсульфони – гетероциклічні полімери, що містять в основному ланцюгу групи –SO2–, які повторюються.

Методи отримання. Поліфеніленсульфони отримують за реакцією Ульмана – поліконденсацією біс-фенолятів лужних металів з дигалоґенариленами: |

(2.12)

Промисловість випускає три типи полісульфонів [27]:

Ш полісульфон I, який випускається під торговими марками «Udel», «Ультразон S»: |

(2.13)

Ш поліетерсульфон II; торгові марки – «Віктрекс», «Ультразон Е»): |

(2.14)

Ш поліфеніленсульфон III; торгова марка – «Радель»: |

(2.15)

Полісульфон (I) отримують поліконденсацією лужних солей бісфенолу із 4,4'-дигалогендифенілсульфоном у розчині (в N-метилпіролідоні або сульфолані), наприклад: |

(2.16)

Поліетерсульфон (II) отримують поліконденсацією дикалієвої солі дигідроксидифенілсульфону із 4,4'-дихлордифенілсульфоном в розчині або гомополіконденсацією монокалієвої солі 4-гідрокси-4'-хлордифенілсульфону в розчині чи в розтопі.

Поліфеніленсульфон (III) отримують поліконденсацією дикалієвої солі 4,4'-дигідроксидифенілу з 4,4'-дихлордифенілсульфоном у розчині.

Поліариленетерсульфони отримують з хлорсульфованих ариленів і ароматичних вуглеводнів у присутності каталізаторів Фріделя–Крафтса [3,27].

Властивости та застосування. Найбільше значення мають промислові поліфеніленсульфони, які термічно і хемічно стійкі. Поліфеніленсульфони – тверді, аморфні, прозорі термопластичні полімери від світло-жовтого до коричневого кольору. Розчиняються у деяких хлорованих вуглеводнях, ДМФА, диметилацетаміді, N-метилпіролідоні. Вони володіють високою радіаційною стійкістю, стійкі у розчинах лугів, слабких розчинах мінеральних кислот, аліфатичних вуглеводнях, моторних і дизельних паливах, ПАР.

Для полісульфонів характерне набрякання у карбонових кислотах, кетонах і альдегідах. Температура термічного розкладу вище 573 К. Недолік полягає у тому, що стійкість полісульфонів гірша, ніж у інших полімерів.

Таблиця 2.3

Властивости полісульфонів [3]

Показник | Полісульфон | Поліетерсульфон | Полі-феніл-сульфон

Густина, г/см3 | 1,25 | 1,37 | 1,29

Температура склування, К | 263 | 503 | 493

Межа текучости під час розтягу, МПа | 75 | 84 | 82

Модуль пружности під час розтягу, МПа | 2480 | 2410 | 2140

Відносне подовження, % | 50–100 | 40–80