Свойства и применение ненасыщенных полиэфиров

НПЭФ в неотвержденном состоянии чаще всего являются вязкими жидкостями, которые разбавляют мономерами.

Полиэфирмалеинат марки ПН-1 получают из малеинового ангидрида, фталевого ангидрида и диэтиленгликоля, полиэфиракрилат марки МГФ-9 - из метакриловой кислоты, фталевого ангидрида и триэтиленгликоля.

Для ПЭА предложена схема упрощенных названий, состоящих из начальных букв исходных компонентов в такой последовательности: М (метакршговая 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, диэтиленгликоля и фталевого ангидрида.

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

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

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.

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

Строение наиболее распространенных и дешевых полиэфирмалеинатов, отверж-денных стиролом:

|

HORO[- COCHCHCOORO -]_n [-COR'COORO -] COR"COOH

|

[CH₂CHC₆H₅]_m

|

HORO[- COCHCHCOORO]_n [- COR'COORO -] COR'COOH

÷

Степень сшивания, а следовательно и свойства НПЭФ регулируют:

- количеством двойных связей в НПЭФ, заменой части ненасыщенной дикарбоновой кислоты на насыщенную;

- количеством и химическим строением сшиваемого мономера.

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 соединяющих их химических связей. 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 до-бавками (пигменты и красители, разбавители и пластификаторы и т. п.). Большая часть их перерабатывается в виде композиций, армированных стекловолокнистыми наполнителями. Без наполнителей НПЭФ используются редко.

В зависимости от строения и молекулярной массы исходных НПЭФ и условий их отверждения получают как жесткие и полужесткие, так и эластичные материалы.

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, кожухи 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.

Пресовочные материалы (премиксы) выпускаются в настоящее время в большом ассортименте стандартного и быстрого отверждения в виде сухих гранул или паст. В состав прмиксов входит связующее (НПЭФ), порошкообразный наполнитель, волокнистый наполннтель, инициатор, краситель и смазка. Изделия из них получают прямым прссованием или литьевым прессованием.

Препреги-готовые к переработке листовые материалы, полученные пропиткой непрерывного ковра из рубленного стекловолокна и предварительно изготовленного мата смесью связующего с жидкими и порошкообразными компонентами. Пропитка волокнистых наполнителей препрегов не приводит к их разрушению в отличие от прмиксов. Переработка препрегов в изделия несложной формы осуществляется прямым прессованием. Изделия обладают высокой прочностью и теплостойкостью.

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.