Основні різновиди сополімерів стиролу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний технічний університет україни «київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кафедра хімічної технології композиційних матеріалів

Курсова робота

з дисципліни «Матеріалознавство неорганічних і органічних зв'язуючих та композиційних матеріалів»

на тему: Основні різновиди сополімерів стиролу

Студентки 2 курсу групи ХП-11

спеціальності 161 «Хімічні технології та інженерія»

Пивовар Софії Михайлівни

Керівник: к.т.н., ст.викл. Савченко Д.О.

Київ 2022рік



ЗМІСТ

ВСТУП

1. ВИРОБНИЦТВО СОПОЛІМЕРІВ СТИРОЛУ

1.1 Емульсійний (ПСЕ) смосіб

1.2 Суспензійний (ПСС) спосіб

1.3 Блоковий або одержуваний у масі (ПСМ)

2. АСОРТИМЕНТ ПМ НА ОСНОВІ СОПОЛІМЕРІВ СТИРОЛУ

2.1 АБС-пластик

2.2 САН-пластики

2.3 АСА-пластики

2.4 Полімерні суміші сополімерів стиролу

2.5 Полісуміші АБС з ПК

2.6 Полісуміші АБС з ПА

ВИСНОВКИ

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ



ВСТУП

Загальносвітове споживання полістиролу (ПС), включаючи спінений ПС (ВВС), за даними різних джерел, у 2002 р. склало від 14,245 до 16 млн т, а споживання ПМ на основі сополімерів стиролу в даний час оцінюється в 5 млн т. Таким чином, ПМ на основі кополімерів стиролу є групою матеріалів з дуже цінними експлуатаційними властивостями, що складає приблизно одну третину від об'єму виробництва полістиролу. Найбільші країни-експортери стирольних полімерів у 2020 році представлені в табл. 1.

Приблизно 90% загального обсягу виробництва припадає на частку трьох найбільш широко застосовуваних ПМ на основі сополімерів стиролу: АБС-пластик (сополімер акрилонітрилу, бутадієну та стиролу), АСА-пластик (сополімер акрилового ефіру, стиролу та акрилонітрилу) та АЕС-пластик (сополімер акрилонітрилу, етиленпропілендієнового каучуку та стиролу). 10%, що залишалися, припадають на частку САН-пластику (сополімеру стиролу та акрилонітрилу).

Одночасно зі зміною попиту на сополімери стиролу в окремих регіонах світу спостерігається географічне переміщення потужностей галузей - споживачів цих ПМ. У КНР попит зростає щорічно в середньому на 8% і в даний час складає примірно 2,3 млн т на рік. У Західній Європі попит на кополімери стиролу за два роки впав з 850 тис. т 2000 р. До 780 тис. т 2002 р. Німеччина та Італія залишаються основними споживачами цих ПМ завдяки розвиненому в цих країнах автомобілебудування, електротехніки та електроніки.

Більш ніж 40-літній досвід застосування ПМ на основі сополімерів стиролу підтвердив привабливість цих матеріалів у багатьох областях їх споживання.

Таблиця 1. Основні виробники сополімерів стиролу в 2020 р. [1]

Виробник	млрд, доларів
Південна Корея	3,23
Китайській Тайбей	2,82
Німеччина	1,14
Нідерланди	0,894



1. ВИРОБНИЦТВО СОПОЛІМЕРІВ СТИРОЛУ

Промислове виробництво полістиролу засноване на радикальній полімеризації стиролу. Розрізняють 3 основні способи його отримання: емульсійний, суспензійний, блоковий. Основною вихідною сировиною для ПС є стирол (прозора безбарвна рідина). Оскільки стирол токсичний, то важливо, щоб у процесі полімеризації він повністю переходив у полімер, він нетоксичний, якщо не піддавати його впливу високої температури.

1.1 Емульсійний (ПСЕ) смосіб

Застарілий метод отримання, який не отримав широкого застосування у виробництві.

Емульсійний полістирол одержують у результаті реакції полімеризації стиролу у водному розчині лужних речовин при температурі 85-95 °C. Для цього методу потрібні стирол, вода, емульгатор та ініціатор полімеризації. Стирол попередньо очищають від інгібіторів: требутил-пірокатехіну або гідрохінону. Як ініціатори реакції застосовують водорозчинні сполуки, двоокис водню або персульфат калію. Як емульгатори застосовують солі жирних кислот, луги (мило), солі сульфокислот. Реактор наповнюють водним розчином касторової олії і, ретельно перемішуючи, вводять стирол та ініціатори полімеризації, після чого отримана суміш нагрівається до 85-95 °C. Мономер, розчинений у міцелах мила, починає полімеризуватися, надходячи з крапель емульсії. Внаслідок чого утворюються полімер-мономірні частинки. На стадії 20% полімеризації міцелярне мило витрачається на утворення адсорбованих шарів і далі протікає всередині частинок полімеру.

Процес закінчується, коли вміст вільного стиролу стане менше 0,5%. Далі емульсія транспортується з реактора на стадію осадження з метою подальшого зниження залишкового мономеру, для цього емульсію коагулюють розчином кухонної солі і сушать, одержуючи порошкоподібну масу з розмірами частинок до 0,1 мм.

Залишки лужних речовин впливають якість отриманого матеріалу, оскільки повністю усунути сторонні домішки неможливо, які наявність надає полімеру жовтуватий відтінок. Цим методом можна одержувати полістирол із найбільшою молекулярною масою. Полістирол, який отримується за даним методом, має абревіатуру ПСЕ, яка зустрічається в технічній документації та старих підручниках за полімерними матеріалами[3].

АБС- та АСА- пластини отримують емульсійною полімеризацією сумішшю мономерів (стирола або акрилового ефіру з акрилонітрилом) у присутності латексу еластоміру, частини якого можуть бути піддані попередній вулканізації.[14]

1.2 Суспензійний (ПСС) спосіб

Суспензійний метод полімеризації проводиться за періодичною схемою в реакторах з мішалкою та тепловідвідною сорочкою.

Стирол готують, суспендуючи його в хімічно чистій воді за допомогою застосування стабілізаторів емульсії (полівінілового спирту, поліметакрилату натрію, магнію гідроксиду) і ініціаторів полімеризації. Процес полімеризації проводиться за поступового підвищення температури (до 130°C) під тиском. Результатом є одержання суспензії, з якої полістирол виділяють шляхом центрифугування, потім промивають і сушать. Даний метод отримання полістиролу також є застарілим і найбільш придатний для отримання сополімерів і стиролу. Даний метод в основному застосовується у виробництві пінополістиролу[4].

Принципово технологічний процес виробництва ПС та кополімерів стиролу в суспензії періодичним методом в реакторах з мішалкою складається з наступних основних стадій: підготовка мономерної та водної фаз, змішування компонентів та полімеризація стиролу або суміші стиролу з іншими мономерами, відділення та промивання гранул, сушка гранул ПС або кополімерів стиролу (рис. 1).

Рис. 1. Схема виробництва суспензійного полістиролу та кополімерів стиролу періодичним методом у реакторі з мішалкою: 1 - апарат для приготування мономерної фази; 2 - реактор; 3 - апарат для приготування водної фази; 4 - сито; 5 - проміжний збірник; 6 - центрифуга; 7 - сушарка

1.3 Блоковий або одержуваний у масі (ПСМ)

Розрізняють дві схеми виробництва полістиролу загального призначення: повної та неповної конверсії. Термічна полімеризація в масі за безперервною схемою є системою послідовно з'єднаних 2-3 колонних апарату-реактора з мішалками. Полімеризацію проводять постадійно серед бензолу -- спочатку при температурі 80--100°C, та був стадією 100--220°C. Реакція припиняється при ступені перетворення стиролу в полістирол до 80-90% маси (при методі неповної конверсії ступінь полімеризації доводять до 50-60%). Непрореагувавши, стирол-мономер видаляють з розплаву полістиролу вакуумуванням, знижуючи вміст залишкового стиролу в полістиролу до 0,01-0,05%, мономер, що не прореагував, повертається на полімеризацію. Полістирол, отриманий блочним методом, відрізняється високою чистотою та стабільністю параметрів. Ця технологія найбільш ефективна і практично не має відходів.[15]



2. АСОРТИМЕНТ ПМ НА ОСНОВІ СОПОЛІМЕРІВ СТИРОЛУ

Розглянемо асортимент ПМ на основі сополімерів стиролу та можливості їх застосування (табл. 2.1.)

Таблиця 2.1. Коротка характеристика ПМ на основі кополімерів стиролу та їх сумішей з ПК та ПА [11]



2.1 АБС-пластик

Акрилонітрилбутадієнстирольні(АБС) пластики є двофазними системами, в яких еластомірна фаза розподілена у вигляді тонкої дисперсії у склоподібній матриці стиролакрилонітрильного сополімера. Еластомірна фаза включає лібутадієн, акрилонітрилбутадієновий каучук або статистичний сополімер стиролу та бутадієну, які, у свою чергу, можуть бути модифіковані щепленням, наприклад, акрілонітрилу, що змінює їх сумісність з матрицею. Таким чином можууть бути отримані матеріали, що поєднують високу стійкість до нагріву та хімічним впливам з легкістю переробки, жорсткістю та міцністю. сополімер стирол емульсійний суспензійний

АБС-пластики є чудовим конструкційними матеріалами, придатними для виготовлення деталей з високими механічними характеристиками та довговічністю. В порівнянні з удароміцним полістиролом АБС-пластики мають підвищену хімічну стійкість і в 2-3 рази вищу ударну міцність.

Фірма "Bayer" виробляє широкий асортимент марок АБС-пластиків під торговими назвами «Люстран» та «Новодур». Ці ПМ використовуються для виробництва корпусів і кришок з гарною ударною в'язкостю, міцністю, жорсткістю та стійкісткою до впливу хімічних речовин, а також у виробах з якістю поверхні від хорошого до дуже хорошого (рис. 2.1.). Асортимент матеріалів включає в себе поряд зі звичайними лицьовими марками багаточислені марки з підвищеною теплостійкістю, а також спеціальні марки АБС-пластиків для виробництва виробів екструзією, зміцнені скловолокном, вогнестійкі та ін.

Фірма BASF виробляє АБС-пластики під торговими назвами "Terluran" і "Ronfalin", які широко використовуються в електротехніці, обчислювальної техніки, автомобілебудованням та інших традиційних областях застосування ПМ (див. табл. 2).



Рис.2.1. Корпус холодильника з АБС-пластика «Люстран».

Відомий також широкий асортимент АБС-пластиків компанії "Kumho" (Південна Корея), які добре переробляються на вироби чи під тиском, екструзією, екструзійно видувними методами, термоформуванням, добре фарбуються та піддаються металізації.

Таблиця 2.2. Призначення різноманітних марок АБС-пластика

Марка	Призначення
АБС 1530-30	Літієвий ПМ із підвищеною термостабільністю. Застосовується для великогабаритних та тонкостінних виробів
АБС 2020-30	Літієвий ПМ із підвищеною термостабільністю. Застосовується для виготовлення виробів автомобільної, радіотехнічної, приладобудівної промисловості та товарів народного споживання. Дозволено для окремих виробів, що контактують із харчовими продуктами
АБС 2020-31	Літієвий ПМ з підвищеними термо- та світлостабільністю. Застосовується для виготовлення виробів автомобільної промисловості, що вимагають підвищеної стійкості до термо- та світлостаріння, використовуються в атмосферних умовах. Дозволено для застосування в окремих виробах, контактують із харчовими продуктами
АБС 2020-60	Літієвий ПМ з антистатичними властивостями. Застосовується для текстильних виробів, машинобудування
АБС 0809-30	Літієвий ПМ з високими теплостійкістю та жорсткістю. Застосовується для виготовлення корпусів приладів, невеликогабаритних деталей технічного призначення, що працюють при високих температурах
АБС 1106-30	Екструзійний ПМ з високими деформаційними та санітарно-гігієнічними властивостями. Дозволено для контакту з харчовими продуктами. Застосовується для випуску листів з наступним пневмо-або вакуумформуванням з них внутрішніх деталей холодильників
АБС 2808-30	Екструзійний ПМ з високими деформаційними властивостями та ударною міцністю. Застосовується для виробництва листів з наступним пневмо- або вакуумформуванням виробів технічного призначення
АБС 2501-34	ПМ з високими деформаційними властивостями та ударною міцністю. Призначений для зміщення з ПВХ. Застосовується для випуску жорстких та напівжорстких листів та плівок
АБС 2020-32	Літієвий атмосферостійкий ПМ. Застосовується для виготовлення деталей автомобілів та виробів технічного призначення
АБС 2020-31М	Литєвий ПМ з підвищеними термо-, світлостабільністю та індексом плинності розплаву. Застосовується для виготовлення деталей автомобілів та виробів технічного призначення
АБС ТБ-30	Литєвий ПМ з підвищеними плинністю та блиском. Застосовується для виробництва великогабаритних та тонкостінних виробів технічного призначення та ТНП. Дозволено для контакту з харчовими продуктами
АБС -С	Літієвий ПМ із підвищеною вогнестійкістю. Застосовується для виробництва корпусів теле- та радіоапаратури, приладів, виробів технічного призначення та ТНП. Дозволено для контакту з харчовими продуктами
АБС-ТБС	Літієвий ПМ з підвищеними плинністю, блиском і стійкістю до горіння. Застосовується для виробництва великогабаритних, тонкостінних виробів технічного призначення та ТНП Дозволено для контакту з харчовими продуктами
АБС 1030-30 АБС 1030-31	Літієві ПМ, призначені для виробництва великогабаритних конструкційних деталей приладобудівної та радіотехнічної промисловості та деталей холодильників. Дозволено для контакту з харчовими продуктами та лікарськими препаратами
АБС 1010-30 АБС 1010-31	Екструзійні ПМ. Призначені для виробництва виробів побутового призначення, листів подальшого пневмо-або вакуумформування внутрішніх деталей холодильників Дозволено для контакту з харчовими продуктами
АБС 1106М	Екструзійний ПМ із підвищеною плинністю. Призначений для виготовлення листів подальшого пневмо- або вакуумформування внутрішніх деталей побутових холодильників та морозильників та інших виробів технічного призначення. Дозволено для контакту з харчовими продуктами



Таблиця 2.3. Властивості різноманітних марок АБС-пластику

Показники	Марки АБС-пластиків
	АБС 1530	АБС 2020-30(31)	АБС 2020-60	АБС 0809	АБС 1106	АБС 2802	АБС 2501	АБС 2020-32
Ударна в'язкість за Ізодом, кДж/м, не менше	19,6	24,5	10,8	8,8	19,6	34,3	34,3	24
Межа текучості при розтягненні, МПа, не менше	34,3	38,2	29,4	41,6	38,2	36,3	33,3	38
Відносне подовження при розриві, %, не менше	13	22	15	-	25	30	-	22
Теплостійкість за Віка, ?С, не нижче	90	(31-100) 97	80	106	96	95	92	97
Показник текучості розплаву, г/10 мин	10	5ч10	6	2,5ч5,5	1ч3	1,3ч2,5	0,8ч1,9	12ч14
Вологопоглинання, %, не більше	0,3	0,28	0,3	0,3	0,25	0,3	0,3	0,3

2.2 САН-пластики

Для підвищення теплостійкості полістирольних ПМ загального призначення стирол кополімеризують з другими мономерами. Сополімери стиролу з акрилонітрилом називають САН-пластиками. Поряд із підвищеною теплостійкістю та хорошими діелектричними властивостями вони мають необхідними хімічною стійкістю, прозорістю, блиском поверхні (рис.2.2., табл. 2.1.). САН-пластики фірми "Bayer" випускаються під торговою назвою «Люстран», а фірми BASF - “Luran”. Різні марки САН-пластіків розрізняються в основному молекулярною масою і змістом у собі акрилонітрилу.



Рис. 2.2. Вироби побутового призначення САН-пластику марки "Luran"

Нижче подаємо короткий звіт про споживання САН-пластиків у світі:

Китай є безперечним лідером у споживанні САН-пластиків і продовжуватиме відігравати ключову роль у глобальному попиті. Китай серед усіх регіонів має найперспективніші темпи зростання протягом наступних п'яти років (приблизно на 4,5%) протягом 2014-2019 років.

Полярність споживання Сану продовжує зрушуватися у бік Азії, а частку Китаю припадає 46-48% від загального світового споживання 2014-15 року. У Західній Європі та США, споживання САНу, як очікується, зростатиме повільніше, ніж ВВП у період 2014-2019 років. (На рівні 1,2% на рік).

Споживання в Японії, навпаки, скоротиться на 0,4% протягом цього періоду через конкуренцію з боку інших матеріалів і зниження попиту на внутрішньому ринку електронних товарів побутового призначення. Решта країн Азії (крім Японії, Ю. Кореї і Тайваню) збільшать споживання САН-пластика у той час.



2.3 АСА-пластики

Основою цих ПМ є сополімери акрилонітрилу, стиролу та бутилакрилату, а також полімерні суміші АСА з кополімерами акрилонітріла, етиленпропіленового каучуку та стиролу (АЕС) або з АБС. Ці матеріали відрізняються від аналогічних по рівню властивостей АБС пластиків значно кращою атмосферостійкістю і тому використовуються для виробництва виробів зовнішнього застосування (Рис. 2.3.). АСА пластики фірми "Bayer" отримали торговельну назву «Цетрекс», а фірми BASF - Luran S.

Рис.2.3. Атмосферостійкий корпус зовнішнього дзеркала автомобіля зполісуміші АСА з АЕС марки «Центрекс»

Великого успіху досягли фахівці компанії “GE Advanced Materials”, створивши матеріал “Geloy XTW resin” із сімейства матеріалів АСА, який забезпечує трьох- , пятиразове збільшення кольоровості та блиску в порівнянні зі звичайними АСА-пластиками. Цей ефект досягаєся завдяки новим елементарним ланкам, які різко підвищують стійкість матеріалу до атмосферних впливів при його застосуванні деталей екстер'єру.

Основні сфери застосування цих ПМ:

автомобілебудування (для зовнішніх деталей);

садові меблі та інвентар;

предмети спорту та відпочинку;

панелі та профільні вироби.

Основні типи матеріалів:

АСА - літні матеріали переважно для виробів автомобіля лебудування з підвищеним блиском поверхонь;

АЕС - екструзійні матеріали для виробів з матовою або блискучою поверхнею;

АСА + АЕС - літні та екструзі матеріали для виробів з матової або блискучою поверхнею;

АСА + АБС - літні та екструзі матеріали для виробів з матової або блискучою поверхнею.

У Росії промислово випускають сополімери стиролу з б-метилстиробрухт (САМ), акрилонітрилом (СН), метилметакрилатом (МС) та потрійні сополімери з метилметакрилатом та акрилонітрилом (МСН)[9], властивості та назначення яких наведено в табл. 2.4.

Таблиця 2.4. Властивості та призначення кополімерів стиролу, метилметакрилату та акрилонітрилу

Марка сополі-меру	Властивості	Призначення
	ПТР, г/10 мин	Ударостій-кість по Шарпи, кДж/мІ	Теплостій-кість за Віка, ?С	Коефіцієнт світлопро-пускання, %
МСН	1	24,5	92	85	Літієвий ПМ, забезпечує чудовий зовнішній вигляд, добре фарбується, атмосферостій-кий. Дозволено контакт із харчовими продуктами. Рекомендується для деталей побутової техніки та іграшок
МСН-Л	2	23,5	90	85	Літієвий ПМ для виробництва великогабаритних деталей технічного та побутового призначення. Атмосферостій-кий. Дозволено контакт з харчовими продуктами, має чудовий зовнішній вигляд
МСН-05	1	24,5	93	90	Літієвий ПМ з покращеними оптичними властивостями, теплостійкістю, легко фарбується. Рекомендується для прозорих виробів в автомобілест-роїнні та для деталей побутової техніки
МСН-05-П	5	22,5	93	-	Літієвий ПМ з високою плинністю, легко, фарбується. Рекомендується для виробництва великогабаритних та тонкостінних деталей технічного та побутового призначення
МС	-	1,6	86	90	Літієвий ПМ з високими оптичними властивостями для виробництва деталей світлотехнічного призначення. Інтервал робочих температур від мінус 40 до +70°С.

2.4 Полімерні суміші сополімерів стиролу

Діапазон можливого застосування сополімерів стиролу суттєво розширюється завдяки полімерним сумішам. Наприклад, суміщення сополімерів стиролу з полікарбонатом (ПК) або поліамідом (ПА) дозволяє отримати матеріали з ширшим спектром фізико-механічних властивостей та покращених експлуатаційних характеристик (див. табл. 2.1.). Основними областями застосування таких полісумішей є автомобілестроїння та електротехнічна про мислення. З цих сумішей можна виготовляти тонкостінні вироби і декорувати безпосередньо у формі.

Загальносвітове споживання полі сумішей кополімерів стиролу оцінюється приблизно 450 тис. т на рік, а протягом наступних кількох років прогнозується щорічний приріст 5-7%.

2.5 Полісуміші АБС з ПК

Полімерні суміші АБС з ПК мають аморфну будову. Технологія приготування сумішей забезпечує сприятливе поєднання механічних властивостей та теплостійкості. Особливо можна виділити наступні властивості: теплостійкість - середня між значеннями для АБС пластику та ПК; висока ударна міцність, у тому числі і при низьких температурах (до мінус 40 ° С); високі жорсткість і стабільність розмірів.

Полісуміші АБС з ПК фірма "Bayer" виробляє під торговим на званням «Байбленд» (рис. 2.4.). В асортимент цих матеріалів входять:

Незміцнені;

Неукріплені вогнестійкі;

Зміцнені сткловолокном;

Спеціальні матеріали для особливих областей застосування.

Рис. 2.4. Приладова панель автомобіля з полісуміші ПК з АБС пластиком марки «Байбленд»



За останніми повідомленнями, фірма “Bayer Material Science AG”[2] розробила новий матеріал «Bayblend KU 2 - 1522» для виробництва виробів автомобільного інтер'єру, який передявляє собою суміш ПК, кополімеру акрилонітрилу зі стиролом та спеціального каучуку, яка зміцнена скловолокном (10% мас). Новий матеріал має кращу плинність і термостабільністю при тепловому старіння. Фірма “Viesteon” використовує цей матеріал при виготовленні приладових панелей автомобілів Ford «Focus C - MAX», які завдяки невеликий товщині стін економічні у виробництві, зберігають міцність протягом усього терміну служби автомобіля і відповідають підвищеним вимогам техніки безпеки.

Таблиця 2.5. Характерні значення показників для літієвих марок, що випускаються сучасною промисловістю [13]

Показники	АБС+ПК	АБС+ПК + 30% скловолокно
Фізичні
Щільність (23?С), г/см3	1,10-1,25
Механічні
Межа плинності при розтягуванні (23?С), МПа	40 - 65
Міцність при розтягуванні (23?С), МПа	40 - 60	86 - 120
Модуль пружності при розтягуванні (23?С), МПа	1700 - 2850	8000 - 9000
Відносне подовження при розтягуванні (23?С), %	17 - 200	2 - 4
Руйнівна напруга при згинанні (23?С), МПа	65 - 96	137 - 180
Модуль пружності при згинанні (23?С), МПа	2000 - 2800	7600 - 9000
Модуль повзучості (23?С, 1000 ч)	1500 - 1900
Ударна в'язкість по Шарпі (без надрізу, 23?С), кДж/м2	Не руйнується
Ударна в'язкість по Шарпі (без надрізу -30?С), кДж/м2	Не руйнується
Ударна в'язкість по Шарпі (з надрізом, 23?С), кДж/м2	10 - 79	8 - 9
Ударна в'язкість по Шарпі (з надрізом -30?С), кДж/м2	14 - 44	8
Ударна в'язкість по Ізоду (з надрізом, 23?С), кДж/м2	30 - 70
Твердість при вдавленні кульки (23?С, 358 Н, 30 с), МПа	80 - 110
Твердість за Роквеллом (23?С)	R108-R120
Коефіцієнт Пуассона (23?С)	0,4
Теплофізичні
Температура розм'якшення по Віка (10Н),?С	114 - 145
Температура розм'якшення по Віка (50Н),?С	84-140	130
Температура вигину під навантаженням (0.45 МПа), ?С	82-130
Температура вигину під навантаженням (1,8 МПа), ?С	72-113	116-130
Коефіцієнт. лінійного термічного розширення (23 - 55?С), 1/?С	(0.65 - 0.95) х 10??	(0.2 - 0.8) х 10 ??
Коефіцієнт теплопровідності (23 °C), Вт/(м. °C)	0.2
Електричні
Питомий об'ємний електричний опір (23°С), Ом.	10№? - 10'?
Питомий поверхневий електричний опір (23°С), Ом	10№? - 10'?	10№?
Діелектрична проникність (23°С, 100 Гц)	2.0 - 3.1
Діелектрична проникність (23°С, 1 МГц)	2.7 - 3.0
Тангенс кута діелектричних втрат (23°С, 100 Гц)	0.0016 - 0.004
Тангенс кута діелектричних втрат (23°С, 1 МГц)	0.007 - 0.0085
Дугостійкість (23°С, 3 мм),	85 - 121	69 - 117
Контрольний індекс трекінгостійкості, В	175 - 600	100 - 190
Інші
Водопоглинання (23°С, рівноважне, при зануренні), %	0.7
Водопоглинання (23°С, рівноважне, вологість 50%), %	0.2	0.2

2.6 Полісуміші АБС з ПА

Ці матеріали відрізняються поєднанням хороших механічних і тепло фізичних властивостей. Особливо виробники полісумішей відзначають їх високу ударну в'язкість (рис.7), стійкість до дії хімічних речовин, стійкість до утворення і зростання тріщин та високу технологічність.

Полісуміші АБС з ПА фірма "Bayer" виробляє під торговою назвою "Тріакс". До їх складу входять стандартні ливарні матеріали з гарною текучістю та високою ударною в'язкістю та матеріали для екструзії. Висока ударна в'язкість, тріщиностійкість та міцність визначають основні області застосування (рис.2.5. та табл. 2.1.).



Рис.2.5. Корпус котушки з ліскою для газонокосарки з полісуміші ПА з АБС-пластиком марки «Тріакс»

Фірма "Bayer MaterialScience AG" розробила нову електропровідну полімерну суміш ПА з АБС-пластиком для виробництва деталей корпусу автомобілів. Цей матеріал із торговою назвою «Triax TP 3161» дозволяє скоротити процес фарбування деталей на один етап, оскільки відпадає необхідність у використанні електропровідної ґрунтовки. За інформацією фірми, теплостійкість матеріалу вдвічі вища, ніж у звичайних термопластів. До того ж деталі з нового матеріалу витримують температуру вище 200 °С. Окрім того, новий матеріал вдвічі жорсткіший, ніж порівняні з ним полісуміші поліфеніленоксиду з полі амідом. Це дозволяє виготовляти з нього вироби без додаткового армування.[6,7,8]

Таблиця 2.6. Характерні значення показників для літієвих марок, що випускаються сучасною промисловістю

Показники	АБС+ПА	АБС+ПА+ 30% скловолокно
Фізичні
Щільність (23?С), г/см3	1,05-1,09	1.28 - 1.31
Механічні
Межа плинності при розтягуванні (23?С), МПа	29 - 50
Межа плинності при розтягуванні (23?С, вологість 50%), МПа	…-46
Міцність при розтягуванні (23?С), МПа	42 - 50	110 - 124
Міцність при розтягуванні (23?С, вологість 50%), МПа	33 - 36	88 - 96
Модуль пружності при розтягуванні (23?С), МПа	980 - 2100
Модуль пружності при розтягуванні (23?С, вологість 50%), МПа	... - 1030
Відносне подовження при розтягуванні (23?С), %	40 - 220	4
Руйнівна напруга при згинанні (23?С), МПа	60 - 74	170 - 190
Руйнівна напруга при згинанні (23?С, вологість 50%), МПа	39 - 53	135 - 150
Модуль пружності при згинанні (23?С), МПа	1500 - 2300	6800 - 7400
Модуль пружності при згинанні (23?С, вологість 50%), МПа	1000 - 1780	5100 - 6000
Ударна в'язкість по Шарпі (без надрізу, 23?С), кДж/м2	Не руйнується
Ударна в'язкість по Шарпі (без надрізу -30?С), кДж/м2	Не руйнується
Ударна в'язкість по Шарпі (з надрізом, 23?С), кДж/м2	16 - 82	14 - 16
Ударна в'язкість по Шарпі (з надрізом -30?С), кДж/м2	7 - 28	9 - 11
Ударна в'язкість по Ізоду (з надрізом, 23?С), кДж/м2	40 - 85
Твердість при вдавленні кульки (23?С, 358 Н, 30 с), МПа	79 - 83
Твердість за Роквеллом (23?С)	R93 - R116	R116 - R117
Теплофізичні
Температура розм'якшення по Віка (10Н),?С	135 - 197
Температура розм'якшення по Віка (50Н),?С	102 - 120
Температура вигину під навантаженням (0.45 МПа), ?С	84 - 105	205 - 220
Температура вигину під навантаженням (1,8 МПа), ?С	54 - 80	160 - 190
Коефіцієнт. лінійного термічного розширення (23 - 55?С), 1/?С	(0.9 - 1.2) х 10??	(0.2 - 1) х 10 ??
Коефіцієнт теплопровідності (23 °C), Вт/(м. °C)	0.21
Електричні
Питомий об'ємний електричний опір (23°С), Ом.	10№?
Питомий поверхневий електричний опір (23°С), Ом	10№і - 10'?
Діелектрична проникність (23°С, 100 Гц)	4.3
Діелектрична проникність (23°С, вологість 50%, 100 Гц)	6.7
Діелектрична проникність (23°С, 1 МГц)	2.9 - 3.6
Діелектрична проникність (23°С, вологість 50%, 1 МГц)	3.7
Тангенс кута діелектричних втрат (23°С, 100 Гц)	0.029
Тангенс кута діелектричних втрат (23°С, вологість 50%, 100 Гц)	0.1
Тангенс кута діелектричних втрат (23°С, 1 МГц)	0.024 - 0.030
Тангенс кута діелектричних втрат (23°С, вологість 50%, 1 МГц)	0.039 - 0.055
Дугостійкість (23°С, 3 мм),	120 - 180	92 - 94
Контрольний індекс трекінгостійкості, В	600
Інші
Водопоглинання (23°С, рівноважне, при зануренні), %	4.3 - 5.5
Водопоглинання (23°С, рівноважне, вологість 50%), %	1.4 - 1.8



ВИСНОВКИ

В роботі розглянуто актуальна науково-технічна задача дослідження будови, утворення, властивостей, та місця в промисловості основних різновидів сополімерів стиролу.

Результати виконаної роботи дозволяють зробити такі основні висновки:

Сополімер стиролу - це сополімерний пластик, який є особливо міцним та стійким до хімічних речовин;

Використовується у широкому спектрі галузей промисловості, включаючи харчову, медичну, будівельну, електротехнічну галузі, а також використовують у комунальних службах.

Є твердим прозорим і пружним тілом аморфної структури. Має високу вологостійкість, високу хімічну стійкість і досконалі діелектричні властивості. Він розчиняється в ароматичних вуглеводнях, аліфатичних кетонах та ефірах, але в спиртах, насичених вуглеводневих та рослинних оліях не розчиняється. Кислоти та луги на нього не діють. Лише концентрована азотна та оцтова кислоти викликають деяке набухання та зміну зовнішнього вигляду виробів.

Виходить за блочним, суспензійним або емульсійним способом з використанням радикальної полімеризації. Основною вихідною сировиною для ПС є стирол (прозора безбарвна рідина).



ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. The Observatory of Economic Complexity (OEC). [Электрон. ресурс]

2. Bayer Material Science AG. [Электрон. ресурс]

3. Deng Y., Yan Z., Yang N. Synthesis of polystyrene-based cationic copolymers and their colloidal properties in water // Colloid Polym. Sci. 1999. V. 277. P. 227-233.

4. Кабанов В.А., Зубов В.П., Семчиков Ю.Д. Комплексно-радикальная полимеризация. М.:Химия, 1987. 253 c.

5. Senuma M., Tashiro T., Iwakura M., Kaeriyama K., Shimura Y. Synthesis and antibacterial activity of copolymers having a quaternary ammonium salt side group // J. Appl. Polym. Sci. 1989. V. 37. P. 2837-2843.

6. Grutke S. Two unlike brothers unite // Kunststoffe Int. 2006. № 3. P. 1-3.

7. Kannan K., Misra A. A short glass fiber reinforced PA6 and ABS blends - Mechanical properties and morphology // Int. Polymer Process. 1994. V. 9, № 2. P. 184-192.

8. Kohan M.I., Mestemacher S.A., Pagilagan R.U., Redmond K. Polyamides // Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry. Wiley-VCH Verlag, 2002.

9. Рупышев В.Г. Рынок полистирольных пластиков в РФ и странах ближнего зарубежья // Полим. материалы, 2003. № 2. С. 10, 12-14

10. Вольфсон С.А. Стирола полимеры // Энциклопедия полимеров. Т. 3. -М.: Советская энциклопедия, 1977. С. 533-537.

11. Вольфсон С.А. Стирола сополимеры // Энциклопедия полимеров. Т. 3. -М.: Советская энциклопедия, 1977. С. 541-547.

12. Каменев Е.И., Мясников Г.Ф., Платонов М.П. Применение пластических масс. -Л.: Химия, 1985. 448 с.

13. Беспалов Ю.А., Коноваленко Н.Г. Многокомпонентные системы на основе полимеров. -Л.: Химия, 1981. 88 c.

14. Точные пластмассовые детали и технология их получения / Старжинский В.Е., Фарберов А.М., Песецкий С.С., Осипенко С.А., Брагинский В.А. -Минск: Навука i тэхнiка, 1992. С. 22-23.

15. Штаудингер Г. Высокомолекулярные органические соединения. Каучук и целлюлоза. Die hochmolekularen organischen Verbindugen, Kautschuk und Cellulose. пер. с немецкого, -- Ленинград, ОНТИ, 1935

Размещено на Allbest.ru

...