полимерные смеси с высокой ударной вязкостью.
Эта структура характерна практически для всего ассортимента полиацеталей.
Наполненные и армированные материалы. Полиацетали с наполнителями волокнистого типа, например со стеклянными микросферами, отличаются повышенным по сравнению с основным материалом модулем упругости, а также меньшей и практически независимой от направления литья усадкой. Поэтому они служат для изготовления жестких формованных деталей со стабильными размерами. Появился ряд продуктов с минеральными наполнителями для изготовления деталей с повышенной стабильностью размеров. В качестве наполнителей используются рубленное стекловолокно, тальк, мел или волластонит с необработанной и покрытой поверхностью для улучшения сшиваемости.
Композиции со стекловолокнистым наполнителем содержат от 10 до 40% стекловолокна, иногда применяются смеси стекловолокно - стеклянные микросферы. Это позволяет повысить прочность при разрыве путем применения стекловолокна со специально разработанными аппретами или соответствующих химических связующих. Это в одинаковой мере касается гомо- и сополимеров.
Особое положение занимают калийтитанатные монокристаллические волокна: они обеспечивают значительное повышение модуля упругости полиацеталей и снижение скорости износа без изменения прочности при разрыве. На рынке предлагается по крайней мере один такой компаунд. Углеродные волокна также обладают двойным действием: они повышают модуль упругости и электропроводность материалов. При современном уровне цен армированные углеродными волокнами полиацетали постепенно приобретают все большее значение, о чем свидетельствует возросшее число предлагаемых типов продуктов.
Модифицированные типы продуктов. Основные типы полиацеталей характеризуются хорошими трибологическими свойствами, однако в некоторых областях применения требуется улучшение этих характеристик. С этой целью предлагаются специальные типы модификаторов (воск, МоS2, мел, ПТФЭ, силиконовое масло). Они улучшают антифрикционные свойства или износостойкость. Разработан один тип гомополимера, в котором смазка химически связана с молекулой полимера. Кроме того, созданы смеси из сополимеров и сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Они обладают не только более низким коэффициентом трения по сравнению с этим показателем для исходных типов, но и одновременно повышенной износостойкостью. Основным направлением в разработке компаундов, содержащих ПТФЭ, было улучшение их технологических свойств; соответствующие опытные продукты сейчас проходят промышленные испытания.
Полиацетали обладают хорошими электроизоляционными свойствами. Благодаря антистатической обработке поверхностное электрическое сопротивление снижается с 1013 примерно до 1010 Ом. Дальнейшее снижение поверхностного электрического сопротивления позволяет получить полиацетали с высокой электропроводностью. Это достигается путем модифицирования с применением специальной электропроводящей сажи или углеродных волокон.
Разработки велись в обоих направлениях и привели к тому, что в последнее время на рынке появился ряд новых типов. Они обладают удельным объемным электрическим сопротивлением около 103 Ом*см. В случае углеродных волокон, как уже упоминалось, одновременно возрастает модуль упругости, а у обоих видов полиацеталей с повышенной электропроводностью снижается вязкость. Применение при этом эластомера может в значительной мере скомпенсировать снижение вязкости за счет использования электропроводящей сажи. Электрические свойства таких материалов аналогичны свойствам типов полиацеталей, не содержащих эластомеры.
Последние разработки - получение материалов с матовой поверхностью. Такие материалы эффективно используются в автомобилестроении, в частности для изготовления матовых формованных деталей для внутреннего интерьера салона автомобиля. Кроме того, они применяются в производстве конторской мебели. Специальные эластомеры в сочетании со стекловолокном, сажей и минеральными матирующими наполнителями пригодны в качестве модификаторов. Предлагаемые типы продуктов в ряде случаев уже внедрены; некоторые из них находятся на стадии испытаний.
Полимерные смеси с высокой ударной вязкостью. Полиацетали и без модифицирования обладают высокой ударной вязкостью даже при низких температурах. Модифицирование в основном направлено на повышение стойкости к удару. Первые полиацетали с высокой ударной вязкостью появились на рынке в 1982 г. Имеющиеся в настоящее время типы полиацеталей, содержащих модификаторы и обладающих повышенной ударной вязкостью, в основном различаются текучестью и степенью модифицирования. Растущее количество типов продуктов удовлетворяет спрос рынка. По сравнению с немодифицированными модифицированные материалы отличаются в зависимости от степени модифицирования более низкой жесткостью, твердостью и теплоформоустойчивостью. Однако они характеризуются более высоким поглощение энергии при ударе или при растяжении. Поэтому основной областью применения является изготовление деталей, работающих в критическом режиме, для автомобилей и электробытовых приборов. Эти материалы пригодны также для изготовления пружинных зажимов и защелок, которые должны иметь высокую деформируемость и эластичность при сохранении хорошей прочности.
Традиционные типы полиацеталей с высокой ударной вязкостью содержат смеси полиоксиметилена с термопластичными полиуретановыми эластомерами. В качестве новой разработки можно назвать хостаформ S9243 и S9244. Для обоих типов с целью повышения ударной вязкости применяются каучуки с низкой температурой замерзания и фиксированной структурой частиц (в отличие от термопластичных каучуков). Эти материалы нового поколения обладают следующими свойствами: высокой ударной вязкостью и ударной вязкостью с надрезом, в том числе и при низких температурах; хорошей прочностью стыков; отсутствием склонности к образованию налета на пресс-форме; отсутствием расслаивания при переработке.
Структуру традиционного материала на основе термопластичного полиуретанового эластомера и продукта нового поколения с повышенной ударной вязкостью изучали с помощью электронного микроскопа. Оказалось, что при одинаковой степени модифицирования частицы имеют фиксированную гомогенную структуру. Прочность стыка очень высокая. Повышение вязкость не связано с потерей жесткости. При применении в контакте с горюче-смазочными материалами необходимо при конструировании учитывать несколько более высокую набухаемость этих материалов.
Обычные типы материалов с высокой ударной вязкостью и продукты нового поколения дополняют друг друга ввиду их специфических свойств и могут применяться в разных областях. Спрос на продукты с повышенной ударной вязкостью растет благодаря ценному комплексу их свойств.
Области применения полиацеталей
Полиацетaль был разработан компанией DuPont в 1960 г. Упругий и легко обрабатываемый, он сразу нашел свое применение в частях двигателей для автомобилей и электробытовых приборах.
Полиацеталь (полиформальдегид, полиоксиметилен) является универсальным техническим пластиком с высокой твердостью и устойчивостью к трению и износу. Он обладает такими качествами, как высокая прочность, жесткость, стойкость и смазываемость в широком интервале температур. Полиацетали также обладают хорошей химической стойкостью к горючим, растворителям и щелочам. Они находят широкое применение в автомобилестроении, электронной промышленности и медицине, используются в бытовых приборах. Применяется во всех областях промышленности, где раньше использовались исключительно металлы (главным образом вместо цветных металлов и сплавов), твердые натуральные материалы и реактопласты, и, что очень важно, для изготовления деталей точной механики, измерительных приборов. Применяется также для изготовления плёнки и технического волокна. Из них производят приводы, насосы, конвейеры, устройства для ванн, ручные инструменты, аудио- и видеокассеты, плееры, игрушки, строительные материалы и некоторые медицинские приборы.
Если 10 лет назад еще не было доминирующей области применения, то в настоящее время в автомобильной промышленности используется 40% полиацеталей (в 1987 г. - 32%). Вторая по значению область применения - бытовые и конторские приборы, а также электротехническая и электронная промышленность, где общая доля составляет почти одну четверть. Следовательно, в то время как круг потребителей остался постоянным и столь же разнообразным, долевое распределение несколько изменилось.
Сочетание полиформальдегидов с различными наполнителями позволило получить материалы с пониженной текучестью и усадкой, улучшенной формуемостью и формоустойчивостью, пониженной горючестью, повышенными фрикционными и антифрикционными , электрическими, теплофизическими и другими характеристиками.
Примеры применения
Полиформальдегид (полиметиленоксид), синтетический полимер, продукт полимеризации формальдегида; твердое вещество белого цвета. Имеет обозначение: POM. Другие обозначения: POM CO (сополимер), POM HO (гомополимер), POM-HI (марки, содержащие нетермопластичный каучук), ACETAL.