Основные не полимерные компоненты полимерных материалов

Реактопластов

Верхний предел рабочих температур и области применения

Наименование материала	Верхний предел рабочих температур, ^оС	Область применения
Фенопласты	66-120	Фурнитура для окон и дверей, газонапролненные теплоизоляционные плиты, древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты, многослойная фанера и др.
Аминопласты	80-130	Связующее для пресс материалов, применяющихся при изготовлении бумажного декоративного слоистого пластика, покрытий для пола – ламинатов, клев и лаков, облицовочной фанеры, пенопласты и др.
Эпоксипласты	60-220	Клеи, связующее для изготовления высокопрочных армированных пластиков, для изготовления абразивных и фрикционных материалов, герметиков, пропиточных и заливочных компаундов и т.п, изготовление стеклотекстолита, применяемого в качестве основы электронных плат.
Полиуретан	90-120	Эластичные элементы мягкой мебели, теплоизоляционные пены для покрытия полов, жилых и спортивных сооружений и др.
Резины	90-120	Резинотехнические изделия, напольные покрытия, уплотнители, автомобильные шины и т.п.

Термореактивные полимерные материалы, не способные к плавлению в условиях пожара, однако, некоторые из них (пенополиуретаны, фенопласты, латексные пенорезины) способны к тлеющему горению, что может обуславливать специфические особенности развития пожара, особенно на начальной его стадии.

Как уже упоминалось, пластмассы и резины, представляют собой сложные многокомпонентные материалы. Полимер, как связующее, во многом определяет их свойства, однако, многие характеристики полимерных материалов зависят от вида и количества других компонентов, входящих в их состав, основные из которых представлены в таблице 3.

Таблица 3

Компонент	Содержание, %	Влияние на свойства материала
Наполнитель	0-95	Повышение прочности, придание материалу таких свойств, как, например, электропроводность, антифрикционность, регулирование технологических свойств, и т.п.
Пластификатор	0-45	Увеличивает деформативность, снижает прочность и твердость, увеличивает эластичность, облегчает переработку
Красители и пигменты	0-2,0	Придание декоративных свойств
Стабилизаторы	0,1-5,0	Предотвращают развивающиеся процессы деструкции
Антипирены	0-5,0	Препятствуют горению
Антистатики	0-3,0	Уменьшают поверхностное сопротивление

Имеются органические и неорганические наполнители к полимерным материалам. Кроме того, по морфологическим признакам они делятся на дисперсные, волокнистые, тканые, нетканые.

К дисперсным органическим наполнителям относится древесная мука, которая используется, например, для производства алкидных линолеумов. Среди неорганических дисперсных наполнителей наибольшее распространение получили мел, каолин, сажа. Мел применяется для наполнения полиолефинов и поливинилхлоридов. Примером наполненного мелом (до 20%) полимерного материала может служить полипропиленовая мебель для уличных кафе. Сажа или каолин входят в состав резин. Полимеры могут содержать также специфические наполнители, например, порошки металлов и сплавов, придающие материалам электропроводность и другие специальные свойства.

Среди волокнистых наполнителей наиболее распространенными являются стекловолокна, углеволокна, хлопчатобумажное и синтетическое волокна. Они оказывают на полимер главным образом армирующее действие. На основе таких волокон производят ткани, применяемые в качестве тканные наполнителей для полимеров. В основном и волокнистые, и тканые наполнители входят в состав материалов на основе термореактивных полимеров. Применяются такие материалы в аэрокосмической промышленности, для изготовления деталей для скоростного транспорта и в судостроении, в производстве трубопроводов и емкостей для хранения нефти и продуктов ее переработки.

Пластификаторы – главным образом низкомолекулярные органические вещества, способствующие увеличению пластичности материала, облегчения его переработки. Среди наиболее известных пластифицированных полимерных материалов – поливинилхлорид (ПВХ), применяемый в производстве линолеума.

Пигменты – тонкодисперсные порошки неорганических веществ, таких как, например, диоксид титана, оксиды цинка, железа и хрома, соли кадмия и кобальта, технический углерод и т.п. Красители – сложные органические соединения, которые в отличие от пигментов сохраняют прозрачность полимера.

Стабилизаторы – добавки, защищающие полимер от старения под действие различных факторов, например, солнечного света, радиации и т.п. Они представляют собой низкомолекулярные вещества как органической, так и неорганической природы. В настоящее время ассортимент применяемых стабилизаторов очень велик, они для каждого вида полимеров индивидуальны. Например, для стабилизации ПВХ применяют различные соли свинца, кадмия, бария и цинка.

Антипирены – добавки, понижающие горючесть полимерных материалов. В качестве антипиренов применяют в основном производные фосфора, азота, галогенсодержащие вещества, производные сурьмы и т.п.

Поскольку набор добавок к различным группам полимерных материалов чаще всего индивидуален, то знание компонентного состава полимерного материала весьма важно при решении задачи установления групповой принадлежности материала, часто возникающей при экспертизе пожаров. Надо заметить, что при этом интерес представляют не только целевые добавки к полимерам, но и остатки катализаторов синтеза, а также загрязнения, попадающие в материал в процессе переработки. Так, в последнее время при анализе сгоревших остатков полимерного материала обращается всё больше внимания на анализ его неорганической составляющей. При этом важно, чтобы выбранные для определения вещества были свойственны только одному типу полимеров и не могли случайно оказаться на месте сгорания. Такие исследования проводились, в частности, на примере пенополиуретанов, для которых была показана возможность подтверждения их присутствия на месте пожара по следам соединений олова, являющихся неорганической составляющей катализатора синтеза этих полимеров.

Основным недостатком большинства полимерных материалов является низкая термостабильность и повышенная горючесть. Только в редких случаях их можно отнести к трудногорючим. Температура, при которой начинается заметное разложение полимера, зависти от прочности химической связи между атомами образующими его макромолекулы (таблица 4), то есть от его химического строения. В таблице 5 представлены характеристики термического разложения некоторых широко распространенных полимеров. Непрочностью связи С-Cl можно объяснить то, что термическое разложение поливинилхлорида начинается с его дегидрохлорирования (отщепления хлористого водорода) уже при 240 °С. Значительной прочностью связи С-F объясняется относительно высокая термостабильность политетрафторэтилена. Наиболее слабой является связь С-N, это объясняет очень низкую термостабильность полиамидов.

Таблица 4

Дата добавления: 2014-11-29