|
В состав полимерного материала также могут входить наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители, отвердители, структуре- и порообразователи, смазки, антистатики, антипирены, антимикробные компоненты и другие добавки, придающие специфические свойства композиции в целом.
Наполнители — органические и неорганические вещества, вводимые в термо- и реактопласты для направленного изменения их технологических и эксплуатационных свойств, а также с целью снижения стоимости изделий на их основе. От химической природы и химической активности поверхности, строения и формы наполнителя зависят механические, электрические и химические свойства, водо- и теплостойкость полимеров. Это необходимо учитывать при выборе способа переработки пластмасс и назначении параметров технологического процесса изготовления изделий. В производстве полимерных отделочных материалов могут использоваться порошкообразные (дисперсные), волокнистые и листовые наполнители. Наиболее применимы порошкообразные наполнители. По форме они могут быть: кубическими (полевой шпат, кальциты), сферическими (искусственные микросферы, стеклосферы), игольчатыми (древесная мука, силикат кальция), чешуйчатыми (тальк, графит, каолин, гидроокись алюминия), в виде параллелепипеда (полевой шпат, оксиды кремния, бария). Волокнистые наполнители — хлопковые очесы, короткие целлюлозные, асбестовые, стеклянные и другие волокна. Примеры листовых наполнителей — бумага, различные ткани (стеклохлопчатобумажные, органоткани и др.). В зависимости от характера взаимодействия с полимером наполнители подразделяют на инертные (не изменяющие свойств полимера) и активные (упрочняющие). К упрочняющим относят армирующие волокнистые наполнители. Общие требования к наполнителям: хорошее совмещение с полимером или хорошее диспергирование в нем с образованием однородных композиций, хорошая смачиваемость расплавом или раствором полимера, стабильность свойств при хранении, переработке, эксплуатации. Наполнители для реактопластов могут быть более грубодисперсными и менее однородными по размеру частиц, чем наполнители для термопластов. Они не должны оказывать каталитического действия на отверждение полимера. Предпочтительно наличие в их составе функциональных групп, способных участвовать в образовании химических связей. Частицы наполнителя для термопластов должны иметь шероховатую поверхность, что обеспечивает прочное механическое сцепление наполнителя с полимером. Пористость наполнителей для пластифицированных термопластов должна быть минимальной (для исключения возможности поглощения пластификатора). В зависимости от количества введенного наполнителя различают полимерные материалы:
ненаполненные — в состав которых, кроме полимера, входят красители, пластификаторы, стабилизаторы и др. Ненаполненными чаще всего являются пленки;
наполненные — содержащие наполнитель (например — рулонные и плиточные материалы для полов и др.);
высоконаполненные — с содержанием наполнителя в количестве более 70 % массы полимера.Пластификаторы — органические соединения, вводимые в полимеры для придания или повышения пластичности в условиях переработки и эксплуатации Они облегчают диспергирование в полимерах сыпучих ингредиентов, снижают температуру переработки, а в отдельных случаях придают полимерным материалам термо- и светостойкость, негорючесть. Требования к пластификаторам, способность совмещаться с полимерами (образовывать с ними устойчивые композиции при введении достаточно больших количеств); малая летучесть, бесцветность, отсутствие запаха; способность проявлять пластифицирующее действие не только при нормальной, но и при пониженной температуре; химическая стойкость не ниже стойкости пластифицируемого полимера; отсутствие экстрагирования из полимера маслами, растворителями, моющими средствами и т.д. Важнейшими пластификаторами являются дибутилфталаты, адипинаты, фосфаты, полиэфиры, эпоксидированные соединения, хлорированные соединения и др. Количество пластификатора — до 30-50 % массы полимера. Стабилизаторы — вещества, повышающие устойчивость полимеров к действию кислорода, особенно при повышенных температурах в условиях производства, переработки, хранения и эксплуатации полимерных материалов и изделий. К ним относятся антиоксиданты, термо- и светостабилизаторы, противоутомители. Примеры стабилизаторов: соли кальция и свинца (силикаты), цинка (стеараты), газовая канальная сажа, эфиры салициловой кислоты и т.д. При отсутствии стабилизатора полимеры очень быстро стареют, отмечается ухудшение их механических свойств. Сшивающие агенты — вещества, создающие в полимерной матрице химические связи между макромолекулами, повышающие прочность, свето-, тепло- и химическую стойкость и т.д. Их подразделяют на отвердители для пластмасс и вулканизирующие агенты для каучуков. Отвердители — алифатические и ароматические амины, низкомолекулярные полиамиды, ангидриды кислот, полиизоцианаты, гексаметилентетраамин, алкоксисиланы, активные растворители — фурфурол, фуриловый спирт, стирол и др. Вулканизирующие агенты — сера, органические ди- и полисульфиды, органические перекиси, диамины, производные хинина, алкилфенолоформальдегидные смолы и др. Структурообразователи — вещества, вводимые в полимерные материалы для получения полимерной матрицы определенной структуры. К ним относят тонко дисперсные порошки оксидов, нитридов металлов, карбиды, соли органических кислот, поверхностно-активные вещества. Они исполняют роль центров кристаллизации или понижают поверхностное натяжение на границе фаз. Смазки — парафины, воска, стеараты. Они предохраняют от прилипания полимера к поверхностям формующего оборудования, способствуют диспергированию ингредиентов в материале. Антистатики предотвращают возникновение и накопление статического электричества на изделиях из полимерных материалов. К ним относятся электропроводящие наполнители (порошки металлов, графит, сажа), полимеры с хорошими антистатическими свойствами, поверхностно-активные вещества (аламин, алкамон, триа-мон, бутилстеарат, триэтаноламин, алкилфосфаты, алкилсульфаты металлов). Их содержание — до 1 % массы полимера. Антипирены — огнезащитные добавки. Их используют для придания полимерам повышения огнестойкости. Антипирены могут быть инертными (не вступающими в химическую реакцию с полимером) и химически активными. Количество вводимого антипирена зависит от типа материала. К антипиренам относятся галогеносодержащие соединения, производные фосфора, соединения сурьмы, изоцианаты. Антисептики представлены кремнефтористым натрием, сорби-новой кислотой, тетрациклином, низином, ионами металлов и др. Они вводятся в долях процента. Их назначение — создание в материале условий, затрудняющих появление и распространение микроорганизмов. Порообразователи — вспенивающие вещества, используемые для образования в полимерном материале пор. К ним относятся органические и неорганические жидкие и твердые вещества, разлагающиеся при нагревании с выделением С02, №12, И2; воздух и газы: азот, водород, углерод, аммиак, вводимые в композицию под давлением; легкокипящие жидкости (метиленхлорид, пентан, гептан и т.д.) и водорастворимые соли, вымываемые из изделия (КС1, КаС1 и др.). Красители придают полимерным материалам завершенный товарный вид — цвет. Это — органические и неорганические пигменты, обладающие высокой степенью дисперсности, свето-, термо- и атмосферостокостью, стойкостью к воздействию агрессивных сред, не склонные к миграции на поверхность изделия. Кроме вышеперечисленных, к вспомогательным материалам можно отнести всевозможные основы и декоративные пленки.
|
|
