Свойства и применение ненасыщенных полиэфиров

НПЭФ в неотвержденном состоянии чаще всего являются вязкими жидкостями, которые разбавляют мономерами. Ниже приведены свойства полиэфирмалеината марки ПН-1 и полиэфиракрилата марки МГФ-9:

ПН-1 МГФ-9

Плотность при 20 °С,кг/м³ 1130-1160 1160-1170

Кислотное число, мг КОН/г 23-30 —

Эфирное число, мг КОН/г — 363

Вязкость при 20 °С:

мПа • с 500-700

мм²/с - 100-150

Содержание стирола, % 32-34 —

Полиэфирмалеинат марки ПН-1 получают из малеинового ангидрида, фталевого ангидрида и дизтиленгликоля (рецептура 3, табл.15.2), полиэфиракрилат марки МГФ-9 — из метакриловой кислоты, фталевого ангидрида и триэтиленгликоля (рецептура 3, табл. 15.3).

Для ПЭА предложена схема упрощенных названий, состоящих из начальных букв исходных компонентов в такой последовательности: М (метакриловая кислота); Г (гликоль), Д (диэтиленгликоль) или Т (триэтиленгликоль); Ф (фталевая кислота), А (адипиновая кислота) или С (себациновая кислота). Степень полимеризации обозначают цифрой, которая отделяется от сокращенного буквенного наименования дефисом. Например, МДФ-1 — марка ПЭА, полученного из метакриловой кислоты, дизтиленгликоля и фталевого ангидрида. Некоторые промышленные марки ПЭА со­хранили старые условные названия: МГФ-9, ТГМ-3, ТМГФ-11.

Важнейшим свойством НПЭФ является способность к отверждению при добав­лении мономеров и инициаторов радикального типа. Чаще всего применяют мономеры: стирол, метилметакрилат, диаллилфталат, диаллилмалеинат, триаллилцианурат. ПЭА, обладающие молекулярной функциональностью F=4, способны к трехмерной полимеризации и без добавления мономеров.

Инициаторами горячего отверждения (60-120°С) являются перекись бензоила, перекись лауроила, перекись метилэтилкетона, гидроперекись изопропилбензола и др. Для холодного отверждения (10-30°С) применяют смеси перекиси бензоила и гидроперекиси изопропилбензола с диметиланилином, перекиси циклогексапона, метилэтилкетона или гидроперекиси изопропилбензола с нафтенатом кобальта и др.

НПЭФ могут отверждаться под действием различных видов облучения: ИК- и УФ-лучей, ускоренных электронов, γ-излучения.

Строение наиболее распространенных и дешевых полиэфир-малеинатов, отверж-денных стиролом, представлено ниже:

В реальных условиях отверждения все раскрытые связи не могут соединиться с образованием одной гигантской трехмерной макромолекулы из-за реакций обрыва, стерических препятствий в вязкой и твердой среде и деструктивных процессов, протекающих под влиянием радикалов. Возникают пространственные агрегаты, от­личающиеся размером и числом химических связей, их соединяющих. Степень не­однородности пространственной структуры оказывает влияние на механические и физические (диффузия, сорбция и др.) свойства материалов.

НПЭФ применяют чаще всего в сочетании с наполнителями и различными до­бавками (пигменты и красители, разбавители и пластификаторы и т. п.). Большая часть их перерабатывается в виде композиций, армированных стекловолокнистыми наполнителями. Без наполнителей НПЭФ используются редко. Рецептуры некоторых композиций холодного отверждения на основе НПЭФ приведены ниже, масс, ч.:

При 20°С через 20-60 ч после введения инициирующей системы образуются прочные изделия, приобретающие окончательные свойства через 2-3 нед.

Ускорение процесса достигается термической обработкой при 80-100 °С в течение 3-6 ч.

В зависимости от строения и молекулярной массы исходных НПЭФ и условий их отверждения получают как жесткие и полужесткие, так и эластичные материалы Ниже в качестве примера указаны физико-механические свойства отвержденны) НПЭФ марок ПН-1 и МА-3:

НПЭФ марки МА-3 состоит из раствора смолы марки ПН-1 в смеси равных ко­личеств смол ТГМ-3 и МГФ-9.

Ассортимент НПЭФ многообразен. Среди них имеются смолы общего назначе­ния, смолы с повышенной теплостойкостью и пониженной горючестью, повышенной эластичностью, водо- и кислотостойкостыо, пониженной токсичностью и улучшенной светопроницаемостью.

Растворы НПЭФ в мономере широко используются в качестве связующих для пропитки тканей (хлопчатобумажных, синтетических, стеклянных), в производстве слоистых пластиков (чаще всего стеклопластиков). Из стеклопластиков изготовляют корпуса лодок, шлюпок, катеров и небольших судов, кожух и машин, контейнеры, химическую аппаратуру, трубы, спортинвентарь, детали автомобилей и самолетов. Листовые материалы (плоские и волнистые) находят применение в строительстве. Композиции, содержащие порошковые наполнители (стеклянное волокно, слюдяную и кварцевую муку, асбест и др.), пригодны для изготовления заливочных и прессовочных изделий для строительства, в электротехнике — в качестве электроизоляционных и герметизирующих материалов.

Некоторые марки НПЭФ широко применяют в качестве лаков для отделки мебе­ли, корпусов телевизоров и радиоприемников. Покрытия отличаются высокой меха­нической прочностью, твердостью, блеском, стойкостью к действию воды, масел, раз­бавленных кислот и щелочей.

НПЭФ широко используются в смесях с другими смолами: эпоксидными, кремнийорганическими, полиизоцианатами. Материалы, получаемые в результате совместного отверждения, имеют более высокие физико-механические свойства.