Частота 50—103 Гц. * — толщина образцов (пленок) 20—100 мкм.

Г1ЭНД и ПЭСД используют катализаторы. Полимеризация протека­ет при давлении и температуре, равными соответственно для ПЭНД 3-5 атмосфер (0,3—0,5 МПа) и 70-80°С, для ПЭСД 34-39 атмо­сфер (3,4—3,9 МПа) и 160—180°С. ПЭВД является полиэтиленом низкой плотности (ПЭНП), а ПЭНД и ПЭСД — полиэтиленами вы­сокой плотности (ПЭВП).

Выпускают различные марки полиэтилена, отличающиеся плот­ностью, индексом расплава, наличием или отсутствием стабилизато­ров. Кроме того, отдельные партии ПЭ окрашивают в различные цвета. ПЭ при комнатной температуре не растворим в органических растворителях и лишь при температурах выше 70 °С набухает и с тру­дом растворяется в хлорированных и ароматических углеводородах. К действию растворителей и масел ПЭНД более стоек, чем ПЭВД.

ПЭВД имеет сравнительно низкую плотность (910—930 кг/м³), содержит в молекулярной цепи до 36 боковых ответвлений на каждую тысячу атомов углерода, которые затрудняют процесс кристаллизации. Поэтому ПЭВД со­держит всего 50—65 % кристаллической фазы. Его молекулярная масса рав­на (8 - 50) 10⁴, Т_ш = 105—108 °С, Г_хр = -(80-120) °С; о_р = 10-17 МПа, о_и = 11,8—16,7 МПа, относительное удлинение при разрыве 5 = 500—800 %, твердость по Бринеллю 13,7—24,5 МПа.

ПЭНД имеет плотность, равную 950—960 кг/м³, содержит до 6,0 боко­вых ответвлений на каждую тысячу углеродных атомов, степень кристаллич­ности составляет 75—85 %. Его молекулярная масса равна (8 — 350) 10⁴, Т_ш = 120-125 °С, Т_хр = -(100-150) °С, о_р = 22-30 МПа, о_и = 19,6-34,3 МПа, 5 = 300—800 %, твердость по Бринеллю 44—60 МПа.

ПЭСД имеет плотность 960—970 кг/м³,содержит до 2,5 боковых ответв­лений на каждую тысячу углеродных атомов. Меньшее число дефектов (чис­ла боковых ответвлений) в молекулярной цепи, чем у ПЭВД, облегчает кри­сталлизацию, поэтому он имеет более высокую плотность (960—970 кг/м³) и степень кристалличности (80—90 %), чем ПЭВД. Молекулярная масса равна (30 - 40) 10⁴, = 127—130 Г_хр =-70 °С, о_р = 27-33 МПа, о_и = 24,5—39,2 МПа, 5 = 200—800 %, твердость по Бринеллю 60—64 МПа.

С повышением плотности ПЭ увеличиваются его температура плавления, разрушающие напряжения при растяжении о_р и изгибе о_и, модуль упругости и твердость; эластичность при этом снижается. Изделия из ПЭ при длительной статической нагрузке деформируют­ся: из ПЭНД — при нагрузке, равной 2,45 МПа (25 кгс/см²), а из ПЭВД — при нагрузке 4,9 МПа (50 кгс/см²). Изделия из ПЭ, находя­щиеся длительное время в напряженном состоянии, могут растрес­киваться. Чем выше молекулярная масса ПЭ, ниже степень кристал­личности и меньше размер сферолитных образований, тем выше его стойкость к образованию трещин и лучше электрические свойства — выше Е_пр, р и ниже tg5 (см. табл. 1.4; 1.5, рис 5.30, кривая 2 и рис. 5.32, кривая 7). На стойкость к растрескиванию влияют продол­жительность действия нагрузки, температура и природа окружающей среды.

ПЭ обладает высокой водостойкостью. Водопоглощение за 30 сут при 20 °С составляет у ПЭВД - 0,02%, ПЭНД - 0,005 % (при 70 °С — 0,04 %), ПЭСД менее 0,01 %. Пленки из ПЭВД имеют низ­кую проницаемость по отношению к водяным парам, но высокую к газам. У ПЭВД диэлектрические потери несколько ниже, а стойкость к старению несколько выше, чем у ПЭНД и ПЭСД. Остатки катали­затора полимеризации у ПЭНД и ПЭСД могут незначительно увели­чивать диэлектрические потери. Однако ПЭНД обладает несколько лучшими физико-механическими свойствами, чем ПЭВД. Стои­мость ПЭВД ниже, чем ПЭНД и ПЭСД.

Нагревостойкость ПЭ при кратковременном воздействии тепла ограничивается ухудшением механических характеристик, а при дли­тельном воздействии в условиях доступа воздуха — окислением. На­гревостойкость ПЭ составляет 80—90 °С. Для повышения нагрево­стойкости — увеличения стойкости к тепловому старению — в ПЭ вводят различные стабилизаторы. В некоторых случаях уже готовые изделия (например, кабели, электроизоляционные трубки, муфты, пленки и т. п.) подвергают ионизирующему облучению. При облуче­нии происходит частичная сшивка молекулярных цепей ПЭ благода­ря наличию в них небольшого количества двойных связей (дефекты строения) и образованию пространственной структуры. Облученный ПЭ более тверд и имеет нагревостойкость, ограниченную тепловым старением, — до 105 °С, а кратковременную нагревостойкость — до 200 °С. Облученные в деформированном состоянии изделия из ПЭ обладают интересной способностью — при умеренном нагреве вос­станавливают форму и размеры, существовавшие до облучения. Сшивка ПЭ возможна и чисто химическим способом — путем введе­ния в материал, из которого изготавливают изделие, небольшого ко­личества органических перекисей, например перекиси дикумила. Этот метод сшивки дешевле и технологически проще.

Полиэтилен широко используют в производстве разнообразных проводов и кабелей, в том числе высокочастотных и силовых. В на­стоящее время ПЭ является одним из крупнотоннажных материалов в кабельной промышленности. Перерабатывается ПЭ в изделия ме­тодом экструзии при 150—230 °С.

Полипропилен (ПП) — бесцветный материал высокой прозрачно­сти для видимого света — получают путем полимеризации газообраз­ного пропилена в присутствии катализатора. Общая химическая формула ПП:

<-СН₂-СН-)_я сн₃

Как и ПЭ, полипропилен огнеопасен. Молекулярные цепи име­ют высокую стериорегулярность, что облегчает их кристаллизацию. Поэтому ПП обладает высокой степенью кристалличности — 90—95 %, плотность его равна 900—910 кг/м³, молекулярная масса (8—20) 10⁴, = 160—170°С, Г_хр= -(5-15 °С); примерно такое же значение имеет и Г_с, твердость по Бринеллю 59—64 МПа, удель­ная ударная вязкость о_уд = 78,5 кДж/м². Существенный недостаток ПП — невысокая морозостойкость.

ПП в сравнении с ПЭ имеет более высокую нагревостойкость и прочность при растяжении, большую твердость и жесткость. Его «длительная» нагревостойкость не более 105 °С. При комнатной тем­пературе ПП нерастворим в органических растворителях, при темпе­ратуре 80 °С и выше растворяется в хлорированных и ароматических углеводородах. Устойчив к действию кислот и щелочей, а также ми­неральных и растительных масел даже при повышенных температу­рах. Меньше, чем ПЭ, подвержен растрескиванию под воздействием агрессивной среды. Пленки из ПП наряду с высокой нагревостойко- стью, прозрачностью и механической прочностью имеют низкую га- зо- и паропроницаемость.

При повышенных температурах в присутствии кислорода ПП окисляется; физико-механические и электрические свойства при этом ухудшаются. ПП также окисляется под действием прямого сол­нечного света. В помещении или на открытом воздухе в отсутствие прямых солнечных лучей свойства ПП не изменяются в течение дли­тельного времени. Для увеличения стойкости к тепловому и светово­му старению в ПП вводят стабилизаторы.

Электрические свойства ПП того же порядка, что и у ПЭ (см. табл. 7.2). Наиболее перспективной областью его применения является конденсаторостроение.

Полиизобутилен (ПИБ) — бесцветный аморфный продукт поли­меризации изобутилена в присутствии катализаторов; общая хими­ческая формула

сн₃

I

Дата добавления: 2015-08-09