Перспективные материалы для нефтегазовых объектов (стр. 31 )

Таблица 5.3

Физико-механические свойства газонаполненных пластмасс

Пенопласт	Кажущаяся плотность, кг/м3	Рабочая температура, °С	Предел прочности, МПа	Модуль упругости при сжатии, МПа	Удельная ударная вязкость, кДж/м2	Водо-поглощение за 30 сут, %	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м. К)
при растяжении	при сжатии	при изгибе
Пенополистирол	25–200	От –60 до 60	0,7-4,2	0,1–3	1–6	55–100	1–1,9	0,05–2	0,035–0,045
Пенополивинилхлорид	50–200	От –60 до 60	1,5–4,5	0,4–2	2–4	80–85	0,7–1,5	0,3	0,040–0,055
Пенополиуретан	60–200	От –60 до 200	1,8–2,8	0,2–3	–	–	0,4-1,5	–	0,03–0.06
Поролон	30–70	От –40 до 100	0,1	–	–	–	–	–	0,03–0,06
Пенофенопласт (ФФ)	200	От –60 до 150	2–1,2	2–4	1,5	–	0,2	–	0,036–0,06
Фенолокаучуковый (ФК-20)	200	От –60 до 130	2	1,5–3	2,5–3	56	0,8	–	0,035–0,06
ФК-20-А-20	200	200–250	0,8–1,5	1–2,3	1–3	58	0,5–0,75	–	0,055–0,075
Пенополисилоксан (К-40)	250–300	200–300	0,8	1,5–2	–	49,5	–	–	0,04–0,055
Пенополиэпоксид	100–200	От –60 до 200	–	0,3–6	0,5–7	–	0,2–0,3	0,1 за 24 ч	0,03–0,07
Пенокарбамид (мипора)	10–20	От 110 до 130	–	0,05	–-	–	0,04–0,20	<500 за 24 ч	0,026–0,04

Синтетический каучук изопрена (СКИ) – полимер изопрена, содержание изопрена 98%.

Изопреновый каучук является аналогом натурального каучука.

Получают полимеризацией в растворе под действием литийорганических катализаторов или под действием комплексных катализаторов типа Циглера–Натта (СКИ-3) (СКИЛ).

Название базовых марок определяется способом получения, а именно каталитической системой в случае применения литийорганических каталитических систем аббревиатура СКИЛ, при применении комплексных катализаторов типа Циглера–Натта – СКИ – 3.

Этот каучук способен к кристаллизации при растяжении и охлаждении. Для предотвращения старения вводят противостарители аминного или фенольного типов. Однако остается нестойким к действию углеводородов и масел.

Каучук общетехнического назначения. Применяется самостоятельно и в смесях с другими каучуками для производства шин и резинотехнических изделий.

Синтетический каучук бутадиена – бутадиеновый полимер.

Получают полимеризацией с применением литийорганического катализатора (марки СКДЛ) или с применением комплексных металлорганических катализаторов типа Циглера–Натта (СКД). Полимеризация проводится в растворе.

В нормальных условиях аморфен не кристаллизуется при растяжении, что является причиной низкой прочности. Нестоек к действию углеводородных растворителей и масел, кроме того, растворяется также в хлороформе.

Каучук общетехнического назначения. В промышленности переработки пластмасс применяется как высокомолекулярный пластификатор, обеспечивающий повышенную морозостойкость малополярных пластмасс. Является компонентом ударопрочного полистирола (входя в состав смеси или привитого сополимера), а также базой для получения полистирольных ТЭП.[12]

Синтетический бутадиен-стирольный каучук –сополимеры бутадиена и стирола (СКС).

Устойчив к действию ряда коррозионных сред (кислоты, щелочи, соли), взаимодействует с галогенами и кислородом (реакция с кислородом является основной причиной старения). Добавка противостарителей аминного или фенольного типов обязательна.

Некоторые сорта каучуков СКС (СКМС) содержат 15–27% нефтяных масел, улучшающих технологические свойства и удешевляющих каучук.

Бутадиен-стирольные каучуки применяются как каучуки общего назначения для производства шин, резинотехнических изделий. В промышленности переработки пластмасс их используют как высокомолекулярный пластификатор, обеспечивающий достаточную морозостойкость неполярных пластмасс, в основном полистирольных пластиков. Широкое применение ограничено в основном низкой термостойкостью, не позволяющей совмещать каучук с пластмассами при температуре существенно выше 120° С.

Синтетический бутадиен-нитрильный каучук – статистические сополимеры бутадиена с нитрилом акриловой кислоты.

Получают эмульсионной полимеризацией. Марочный ассортимент определяется способом получения.

Не кристаллизуется, как и другие сополимерные каучуки, ни при хранении, ни при растяжении. Плотность зависит от состава сополимера и колеблется в интервале 0,943–0,986 г/см3.

СКН растворяются в кетонах, ароматических углеводородах, хлороформе. Стойки к действию алифатических углеводородов. Резины из СКН маслобензостойки, устойчивы к действию разбавленных кислот и щелочей подобно бутадиеновым и бутадиен-стирольным каучукам. Наличие двойных связей обусловливает реакционноспособность по отношению к галогенам, кислороду и другим активным соединениям. Вместе с тем, стойкость к окислению и старению у них выше, чем у бутадиеновых и бутадиен-стирольных каучуков. При нагревании выше 150° С СКН затвердевает в результате термоструктурирования и взаимодействия с кислородом. Вулканизуется серой, тиурамом, пероксидами и другими органическими соединениями, а также под влиянием ионизирующих излучений.

Технологические свойства ухудшены из-за высокой жесткости (большое межмолекулярное взаимодействие). Высокая жесткость и малая слипаемость нитрильных каучуков позволяют выпускать их (в небольшом объеме) в виде крошки, что удобно для совмещения с другими каучуками и пластмассами.

СКН перерабатываются традиционными для резиновой промышленности методами.

В резиновой промышленности применяются как каучуки специального назначения для изготовления маслобензостойких резин, устойчивых к истиранию и старению. В промышленности переработки пластмасс СКН были первыми высокомолекулярными пластификаторами для ПВХ. Хорошо совмещаются с другими, в том числе неполярными каучуками и пластмассами [12].

Бутилкаучук – статистический сополимер изобутилена с 0,6–3,0% изопрена. Получают бутилкаучук катионной сополимеризацией.

Малое количество сомономера незначительно нарушает регулярность макромолекул, и каучук кристаллизуется при растяжении (но не при хранении). Растворяется в алифатических углеводородах, хуже – в ароматических. Устойчив к действию кислот, щелочей, некоторых масел. Проявляет высокое сопротивление старению, особенно в присутствии обязательно вводимых противостарителей. При температуре выше 120° С протекает интенсивная термодеструкция. Под действием УФ-света и ионизирующих излучений происходит деструкция (появляется мягкость).

Бутилкаучук – хороший диэлектрик, превосходящий по этим свойствам другие каучуки. Характерная его особенность – низкая по сравнению с другими каучуками газопроницаемость; имеет удовлетворительные технологические свойства. Вулканизуется серой, фенолоформальдегидными смолами.

Перерабатывается традиционными методами резиновой промышленности. Применяется как каучук специального назначения для изготовления теплостойких и газонепроницаемых изделий (например, автокамер, герметиков), а также как погодостойкий диэлектрик (изолятор проводов и кабелей); как высокомолекулярный пластификатор, особенно для ПЭ, реже – для ПП [12].

Синтетический каучук этиленпропилена – сополимер, состоящий из этилена (40–70%) и пропилена (СКЭП). Сополимеризацию проводят в углеводородных растворителях под действием катализаторов типа Циглера–Натта при 30° С. Не кристаллизуется ни при хранении, ни при растяжении. Обладает высокой стойкостью к окислению и атмосферостойкостью, хорошей теплостойкостью и устойчивостью к действию агрессивных сред (спиртов, кетонов, щелочей, кислот, гидравлических жидкостей и т. п.). Однако при производстве каучуков в них вводят противостаритель фенольного или аминного типа в количестве 0,2– 0,5%.

Характерное свойство – низкая газопроницаемость, сравнимая с газопроницаемостью бутилкаучука. СКЭПТ имеет хорошие технологические свойства, но низкую клейкость и малую адгезию к металлам и тканям.

Перерабатывается традиционными методами резиновой технологии. Применяется как основа резин для изготовления изделий, эксплуатирующихся в агрессивных средах или в условиях высоких температур (до 150° С), а также как пластификатор при производстве ударопрочного (морозостойкого) полипропилена, для кабельной изоляции и др.[12]

Кремнийорганические каучуки – эластомеры, в которых основная цепь является неорганической, а органические заместители различны. Получают анионной полимеризацией соответствующих циклоорганосилоксанов. Кристаллизуется при охлаждении до -54° С; степень кристалличности может достигать 59%. Каучуки и резины на их основе имеют достаточно низкую газопроницаемость.

Кремнийорганические каучуки химически стойки, медленно разрушаются при действии щелочей; при сгорании не выделяют токсичных продуктов; физиологически инертны.