Техника безопасности производства полисилоксанов

Большое влияние на свойства полимеров оказывают боковые группы. Увеличение размеров алифатического радикала повышает эластичность и растворимость полиорганосилоксана в неполярных растворителях и снижает его твердость и теплостойкость.

Свойства полиорганосилоксанов определяются химической структурой, фор­мой и размером молекул. Многие особенности свойств полиорганосилоксанов свя­заны с высокой гибкостью макромолекул и относительно малым межмолекулярным взаимодействием.

Свойства и применение полиорганосилоксанов

Термическая стабильность и стойкость к окислению кремнийорганических поли­меров также зависит от типа органического радикала, связанного с атомом кремния. Метильные, этильные и другие группы алифатического ряда склонны к окислению. Присутствие фенилыюй группы в макромолекуле заметно повышает ее термоокис­лительную стойкость

Во время нагревания в вакууме при 400°С полиорганосилоксаны распадаются на циклические низкомолекулярные соединения, в основном на тетрамеры и тримеры.

Все кремнийорганические полимеры обладают невысокой механической прочно­стью, что обусловлено малым межмолекулярным взаимодействием, но тем не менее они применяются для получения покрытий, пресс-материалов, пенопластов и клеев.

Лаки и эмали. Полиметил- и полиэтилфенилсилоксаны хорошо растворяются в большинстве органических растворителей, в частности в толуоле, ксилоле, бензине и их смесях, скипидаре, а также совмещаются с другими полимерами (фенолоформальдегидными смолами, акрилатами, полиэфирами и т. п.), которые вводят в коли­честве 10-50 %.

Лаки обычно содержат 40-75 % сухого вещества, пигменты и другие добавки. Покрытия отверждаются при нагревании до 200-250°С.Пигментированные (чаще всего алюминиевой пудрой) покрытия отличаются высокой жаростойкостью и применяются для деталей, работающих при температурах 450-500°С. При этих температурах органическая часть смолы выгорает, а остающаяся окись кремния образует с чешуйками алюминия слой, обладающий удовлетворитель­ной адгезией к стали. Покрытия наносят на дымовые трубы, печи газогенерато­ров, двигатели внутреннего сгорания, отопительные приборы, степы зданий и различ­ных строительных конструкций. Но наиболее широко кремнийорганические лаки и эмали применяют в производстве электрических машин и аппаратов с рабочей тем­пературой до 180°С.

Стеклотекстолиты. Для изготовления стеклотекстолитов применяют стеклянную и кремнеземную ткани, стеклянное и асбестовое волокна и другие минеральные ве­щества. Пресс-материалы обладают теплостойкостью, хорошими электроизоляцион­ными свойствами при повышенных температурах, высокой дугостойкостью, исклю­чительной водостойкостью, значительной атмосферостойкостью.

Стеклотекстолиты могут быть изготовлены как при высоком, так и при низком давлении. Технологический процесс их производства состоит из стадий подготовки стеклоткани, пропитки и сушки ткани, набора и прессования пакетов, термообработ­ки изделий. Пакеты прессуют при 150-200°С и давле­нии до 7 МПа. Выдержка при прессовании зависит от свойств полимера, толщины пакетов и требований к материалу и может достигать от нескольких десятков минут до нескольких часов. Прессование при низком давлении 0,07-0,2 МПа осуществля­ется либо под вакуумом в резиновых мешках, либо в пресс-формах до наступления отверждения. После прессования изделий и целях улучшения свойств материала проводят их термообработку при 250°С в течение длительного времени (24 ч и бо­лее). Из пропитанной стеклоткани кроме листов радио-, электротехнического и конструкционного назначения можно готовить трубы и цилиндры способом на­мотки на оправку.

Механическая прочность кремнийорганических стеклотекстолитов на основе бесщелочной стеклянной и кремнеземной ткани удовлетворительная. Стеклотекстолиты могут длительно работать при 300°С и кратковременно сохраняют диэлектри­ческие свойства до 400°С. Для стеклотекстолитов конструкционного назначения используются модифици­рованные эпоксисилоксаны и ФФС. Материалы на их основе обладают более высо­ким разрушающим напряжением при изгибе: 500-600 МПа при 20°С и около 300 МПа при 250 °С. Они могут длительно работать при 250 °С и пригодны для изготовления крупногабаритных изделий. Из стеклотекстолитов делают панельные доски, выключатели, держатели горя­чих электродов и другое электроизоляционное оборудование. Листовой стеклотек­столит в виде щитов, покрытых лаком, который содержит алюминиевую пудру, мо­жет служить защитой от источников тепла.

Волокниты. Для получения электроизоляционных изделий, работающих при 250-300°С, применяют кремнийорганические полимеры и наполнители - асбест и стеклянное волокно.

. Важным свойством пресс-материалов с асбестом в качестве наполнителя является высокая теплостойкость (300°С), однако электроизолирующие свойства и влагостойкость их сравнительно низкие. Подобный материал применяется для изготовления тепло-и дугостойкпх электроизоляционных материалов (детали коллекторов, контакторов, панели печатных схем, детали переключателей) и тормозных колодок.

Из стекловолокнита получают изделия, предназначенные для работы при высо­кой температуре (400°С) и выдерживающие кратковременное действие 600-800°С.

Пресс-порошки. Изделия, приготовленные из пресс-порошков, обладают удов­летворительной механической прочностью и хорошими электроизоляционными свойствами. Наполнителями для них служат порошкообразные асбест и стеклянное волокно. Перерабатывают их прямым и литьевым прессованием.

Пресс-порошки находят применение в высоко- и низкочастотной технике, в ос­новном в радиотехнике, для изготовления дугостойких и электроизоляционных изделий: каркасов катушек, штепсельных разъемов, корпусов микровыключателей, роторов переключателей, миниатюрных панелей, деталей антенных устройств, дли­тельно работающих при 200-250 °С и кратковременно при 350-400°С. Изделия ус­тойчивы к тропической влажности, солнечному свету и грибкам.

Пенопласты. Пенопласты на основе кремнийорганических полимеров обладают высокой теплостойкостью (выдерживает длительное нагревание при 250°С и крат­ковременное при 300-350°С. Образование твердого неплавкого нерастворимого ма­териала происходит в результате реакции поликонденсации растворимого низкомо­лекулярного полимера. Если проводить вспенивание газом, выделяющимся при распаде газообразователя, таким образом, чтобы этот процесс совпадал с процессом поликонденсации и заканчивался ко времени отверждения полимера, то можно по­лучить пенопласт ячеистой структуры.

Пенопласт хрупок, негорюч, отличается хорошими диэлектрическими свойства­ми. Введение 12-25 % алюминиевой пудры или асбеста приводит к повышению проч­ности пенопласта.

Клеи. Отличительной способностью кремнийорганических клеев является их высокая теплостойкость и термостабильность. Их можно эксплуатировать в преде­лах температур от -60 до 1200°С. Обычно применяют полиметилфенилсилоксановые полимеры в виде растворов, содержащих порошковые или волокнистые напол­нители, ускорители отверждения. Их можно модифицировать другими полимерами для придания повышенной эластичности и адгезии (каучуками, эпоксидными и фенолоформальдегидными смолами и др.). Этими клеями склеивают металлы и тепло­стойкие неметаллические материалы (стекло, керамику, фарфор и др.), некоторые пластмассы (фторопласты, ПЭТФ), а также соединяют тепло- и звукоизоляционные материалы со сталью и сплавами титана.

В производстве полисилоксанов применяют кремиийорганические мономеры, обладающие раздражающим действием на слизистые оболочки глаз и верхних дыха­тельных путей (предельно допустимая концентрация 5 мг/м³) и вызывающие хими­ческие ожоги при попадании на кожу. Следует избегать контакта алкил(арил)хлорсиланов с влагой, поскольку очень быстро под действием воды происходит их гидролиз и выделение хлористого водорода. Поэтому получение полимеров следует проводить при полной герметизации аппаратуры и трубопроводов, механизации транспортиров­ки и загрузки всех веществ, при дистанционном управлении технологическим процес­сом. Кратность воздухообмена в цехах должна быть не менее 3, а в некоторых случаях не менее 20. Работающие должны быть обеспечены средствами индивидуальной за­щиты, спецодеждой и т. д.

Хлорсиланы и этоксисиланы — горючие и взрывоопасные жидкости, имеющие низкие температуры вспышки и широкие пределы взрываемости:

Все используемые кремнийорганические полимеры представляют собой раство­ры в органических растворителях, которые также горючи и взрывоопасны. Поэтому меры предосторожности должны соблюдаться не только при производстве полиме­ров, но и при их употреблении в качестве лаков, клеев, связующих. Отвержденные полиорганосилоксаны нетоксичны.

Дата добавления: 2014-01-20