К термопластичным полимерам относят: Термопластичные полимеры (пластмасса, силикон): свойства, применение

alexxlab | 06.03.2019 | 0 | Разное

Термопластичные полимеры (пластмасса, силикон): свойства, применение

Наука различает два вида полимеров – натуральные и синтетические. Синтетические полимеры получаются путем очистки, модификации, температурной обработки и разбавления натурального полимера. По отношению к нагреву полимеры могут быть термопластичными и термореактивными. Термопластичные полимеры становятся мягкими при нагревании, и вновь затвердевают при снижении температуры.

Термопластичные полимеры

Полимер – длинная цепочка макромолекул, которые выстроены в одинаковые множественно повторяющиеся звенья. Эти звенья называют мономерами, они соединены в цепочку ковалентными химическими связями.

Полимеры отличаются большим количеством звеньев – от сотен до десятков тысяч. По своей молекулярной структуре полимеры делятся на:

• линейные;
• сетчатые;
• разветвленные;
• пространственные.

Линейные полимеры могут быть также и термопластичными. Это обусловлено их физическими свойствами по изменению структуры, пластичности при воздействии на них повышенных температур. Линейный полимер считаются более мягким и менее прочным чем разветвленный вид.

Термопластичные полимеры способны при нагревании становиться мягкими, а при охлаждении возвращаться в исходное состояние. Химические связи между молекулами не разрушаются, поэтому при многочисленном нагреве продукт не теряет своих свойств.

Свойства и применение

Термопластичными называют полимеры, которые при нагревании переходят из твердого состояния в мягкое, тягучее, а при охлаждении снова принимают твердую форму. Данные элементы получают реакцией полимеризации. Эта реакция проходит под большим давлением и без применения примесей. Реакция полимеризации стала возможна только благодаря современной химии и специализированной аппаратуре. Получить данный процесс в естественных условиях невозможно.

Свойства термопластичных полимеров вызваны способом соединения мономеров – соединение осуществляется в одном месте, в одном направлении. Другими словами, молекулы соединены между собой в линию при линейном виде, и в виде нескольких линий, сплетенных в паутину, при разветвленной структуре.

При нагревании эти связи слабеют, и полимер размягчается. Такая простота обработки обуславливает широкое применение материалу при производстве формовочных деталей и других сложных изделий.

Термопластичные полимеры хорошо плавятся, а также растворяются в реагентах и растворителях. При испарении растворителя материал твердеет и приобретает прежние свойства. Это качество применяется при производстве различных клеев, лаков, красок, герметиков, замазок и других строительных растворов, имеющих в своем составе полимеры.

Из термопластичных полимеров выделяют:

• полиолефины;
• полиамиды;
• поливинилхлориды;
• фторопласты;
• полиуретаны;
• поликарбонаты;
• полиметилметакрилаты;
• полистирол.

Полиамид

Полиоэфин

На основании полимеров, исходных веществ и способов обработки выделяют следующие окончательные продуты:

1. пластмассы;
2. волокниты;
3. пленки;
4. покрытия;
5. слоистые пластики;
6. клеи.

Самое широкое применение термопластичные полимеры получили в строительстве при изготовлении материалов для изоляции, органических стекол, пленок и покрытий различной плотности и толщины, тонких волокон, а также в качестве связующих основ для клеев, штукатурок и теплоизоляционных материалов.

Из полимеров изготавливают бутылки и различные по форме сосуды, тару, трубы, детали машин оргтехники, компьютеров и электронного оборудования. А также используют при производстве напольного покрытия — линолеума, плитки, плинтусов, отделочных декоративных пленок, настенных панелей и пластика.

Полиэтилен

Полиэтилен представляет собой прозрачный материал и считается самым распространенным полимером. Этот материал отличает высокая влагостойкость и газонепроницаемость. Он не пропускает воду, устойчив к кислотам, щелочам, солям и другим агрессивным элементам, хороший диэлектрик. Эластичность полиэтилена сохраняется даже при отрицательной температуре окружающей среды до отметки -70С градусов. Считается очень прочным и стойким материалом. Полиэтилен легко режется ножом, а при взаимодействии с огнем горит и одновременно плавится. К недостаткам также можно отнести слабую адгезию с минеральными соединениями и клеями, подверженность старению при попадании солнечного света и агрессивным факторам окружающей среды. При данных отрицательных фактах полиэтилен не теряет своих основных эксплуатационных свойств.

Полиэтилен

При изготовлении полиэтилена применяются термопластичные полимеры одного вида, а в результате различных обработок, получают совершенно различные по характеристикам типы полиэтилена. В зависимости от видов полимеризации различают три вида полиэтилена:

1. Полиэтилен низкой плотности, получаемый при использовании высокого давления. Структура данного полимера имеет разветвленный вид, что обуславливает ее невысокую плотность и прочность, представляет собой мягкий и эластичный материал. Полиэтилен низкой плотности используется для изготовления пакетов для хранения пищевых продуктов, отходов и одежды, других упаковочных материалов. Из него изготавливают небьющеюся химическую посуду для лабораторий.
2. Полиэтилен, производимый при среднем давлении и плотности. Получается при давлении в 5-40 атмосфер и температуре 130-140С. Также используется для изготовления упаковочных материалов большей плотности, не дорогой посуды, различный контейнеров и форм для пищевых и не пищевых продуктов.
3. Материал, получаемый при низком давлении, и имеющий высокую плотность. Обладает улучшенной механической прочностью по сравнению с двумя другими видами полиэтилена. Изготавливается под давлением 5 атмосфер и при температуре +70С градусов. Из данного вида полиэтилена изготавливают пакеты, игрушки для детей, посуду, а также формы для воды и сыпучих продуктов, миски, тазики и прочую хозяйскую утварь. Также изготавливают водопроводные трубы, медицинские шприцы, детали механизмов, шланги, фитинги поливочных систем. С применением литья изготавливают вентили, краны, задвижки, зубчатые колеса, шестерни.
4. 

   Структура полиэтилена

Полистирол

Полистирол – пример самого распространенного термопластичного полимера. На вид он бесцветный, прозрачный и твердый. Полистирол является более прочным и жестким материалом, имеет большую рабочую температуру использования и меньшую склонность к старению по сравнению с полиэтиленом. Считается хорошим электрическим изолятором и обладает высокой водоотталкивающей способностью. Очень стоек к щелочным и кислотным средам, не подвержен плесени и грибкам.

Полистирол хорошо растворяется в углеводородах, сложных эфирах. Он очень хрупкий и хорошо горит.

Для увеличения прочности полистирол соединяют с другими полимерами или каучуком. Готовые изделия и заготовки из полистирола легко поддаются обработке. Детали изготавливаются при помощи литья жидкого компонента либо способом выдавливания под давлением.

Из полистирола изготавливают лабораторную химическую посуду, трубки, нити, пленки и ленты. Широко используется материал в электротехнике при производстве изоляторов и, в первую очередь, защитной оболочки на электрические провода. Для промышленной дальнейшей обработки материал первоначально выпускается в листах и в виде крошки, которые в дальнейшем могут служить сырьем для конечных деталей и механизмов.

Полистирол популярен в процессе сополимеризации, когда смешивают два и более полимера. Получаются материалы, которым придаются дополнительные полезные свойства своих компонентов. Как правило, это прочность, огнестойкость, стойкость к растрескиванию. Жидкий полистирол с растворителем применяется при производстве клеев и клеевых основ. Широко используется в строительстве при производстве пенополистирола. Из данного материала выпускаются теплоизоляционные блоки.

Пенополистирол производят из эмульсионного полистирола методом прессовки.

Пенополистирол используется для теплоизоляции холодильных установок, продуктовых витрин и другого торгового оборудования. Данный материал внешне напоминает застывшую пену. Хорошо выдерживает повышенную влажность, не подвержен гниению, стоек к образованию бактерий и грибков. Может использоваться при температуре до + 70С градусов. Главный недостаток пенополистирола – повышенная горючесть.

Применяется как термо- и звукоизоляционный материал при производстве бытовок, а также различной бытовой и промышленной техники, в пищевой промышленности – для изоляции камер хранилищ, трюмов плавучих средств и помещений для хранения продуктов питания при отрицательных температурах до -35С градусов. Используется также в производстве упаковочного материала.

Полипропилен

Еще один распространенный термопластичный полимер – полипропилен. В качестве исходного вещества для производства полимера используют – пропилен.

Имеет твердую, прочную структуру, устойчив к механическим воздействиям и к коррозийным процессам. Непрозрачный, как правило, белого цвета, не растворим в органических растворителях. Температура плавления +175С, а при 140 градусов продукт становится мягким на ощупь.

Полипропилен

Полипропилен хорошо выдерживает механические нагрузки, не теряя при этом своих свойств. Необходимо отметить чувствительность материала к воздействию света — под действием солнечных лучей и воздуха полипропилен разлагается, теряет блеск, что приводит к ухудшению его механических и физических свойств.

Существует много сортов полипропилена, которые получаются при добавлении специальных присадок, добавок и каучуков. Он легко поддается механической обработке, удобен в уходе, этим обусловлено широкое использование пропилена в любой отрасли промышленного производства.  Один из главных недостатков –слабая устойчивость к низким температурам. При температуре ниже -5С элемент становится хрупким. Таким образом, пригоден для использования внутри отапливаемых и закрытых помещений.

Формулы термопластичных полимеров

Применяется для производства пленок, упаковок, контейнеров для сыпучих продуктов и круп, одноразовой посуды.  Из этого материала изготавливают трубы и фитинги, игрушки и канцелярию. При изготовлении изделий из полипропилена используются все известные способы обработки полимеров.

Другие распространенные термопластичные полимеры

Также можно выделить еще целый ряд полимеров, которые хорошо зарекомендовали себя в строительстве, робототехнике и производстве бытовых приборов, деталей и компонентов для них.

Поливинилхлорид широко применяется при производстве пластмасс, используемых в конечных изделиях в строительстве: линолеум и декоративная плитка, водопроводные трубы, плинтуса, запасные части, шестеренки, и других подвижные детали бытовых приборов и техники.

Поликарбонат – новый вид полимера, который нашел широкое применение при производстве электрических розеток и вилок напряжением 220 и 380 Вольт, а также корпусов бытовой техники.

Поливинилацетат – очень часто применяется в строительстве в виде связующих компонентов для лаков, красок, как пластификатор для цементных растворов.

Фторопласт – считается фторсодержащим полимером. Материал широко применяются в электро- и радиотехнике, при производстве водопроводных труб, вентилей и кранов, бытовых и промышленных насосов, медицинских инструментов и техники, в криогенных емкостях для нанесения на поверхность.

Лист сотового поликарбоната

Фторопласт

Из всего сказанного можно сделать вывод, что повседневно нас окружают изделия, техника, посуда и приборы, которые изготовлены или содержат в своей основе термопластичные полимеры. Такую популярность им придают эксплуатационные свойства, такие как твердость, стойкость к кислотам и щелочам, долговечность, универсальность и легкость в обработке, малый вес и большой диапазон рабочих температур.

Нейтральный цвет всех полимеров позволяет с легкостью окрашивать заготовки и конечный продукт в любую желаемую палитру. Это дает возможность подбирать готовые изделия из пластмасс под цвет комнаты и интерьера любой формы и сложности исполнения.

Термопластичные полимеры — Студопедия

По отношению к нагреву полимеры подразделяются на термопластичные и термореактивные. Термопластичные полимеры при нагревании переходят из твердого агрегатного состояния в вязкотекучее, а при охлаждении вновь затвердевают. Это свойство термопластичные полимеры сохраняют при многократных нагревах. К термопластичным полимерам относятся полиолефины, полиамиды, поливинилхлорид, фторопласты, полиуретаны.

Термопласты имеют невысокую температуру перехода в вязкотекучее состояние, хорошо перерабатываются литьем под давлением, экструзией и прессованием. Применяются термопласты в качестве изоляторов, химически стойких конструкционных материалов, прозрачных оптических стекол, пленок, волокон, а также в качестве связующих для получения композиционных материалов, лаков, клеев и др.

Полиэтилен, молекула которого состоит из многократно повторяющегося звена [-CH₂ -CH₂ -]_n, представляет собой продукт полимеризации этилена. Это относительно твердый и упругий материал, без запаха, белый в толстом слое и прозрачный в тонком (см. образец 1.1). Для получения окрашенных полимеров применяют органические красители. Различают полиэтилен низкого (ПЭНД), высокого (ПЭВД) и среднего (ПЭСД) давления. Чем выше давление, при котором получают полиэтилен, тем выше его плотность, степень кристалличности, прочность, твердость и теплостойкость материала. Полиэтилен легко перерабатывается различными методами, устойчив к ударным и вибрационным нагрузкам, агрессивным средам и воздействию радиации, обладает высокой морозостойкостью (до -70°С). Однако в присутствии сильных окислителей материалы на основе полиэтилена разрушаются. Полиэтилен также склонен к старению при воздействии на него света. Для подавления необратимых процессов старения полиэтилена в него (как и в другие термопласты) вводят специальные добавки – стабилизаторы: антиоксиданты, антиозонаты, светостабилизаторы, антипирены (для снижения горючести), антистатики и пластификаторы. Полиэтилен применяют для изготовления труб, литых и прессованных несиловых деталей, пленок, изоляции проводов и кабелей, а также в качестве защитных покрытий металлов от коррозии.

Полипропилен – производная этилена, жесткий нетоксичный материал с более высокими физико-механическими свойствами. По сравнению с полиэтиленом более теплостоек, сохраняет форму до 150 ^оС, однако морозостойкость ниже, до –15^оС.

Применяется для изготовления труб, деталей автомобилей, мотоциклов, холодильников, корпусов насосов, емкостей, пленок (см. образец 1.2).

Поливинилхлорид – аморфный полимер белого или светло-желтого цвета, обладает высокими диэлектрическими свойствами, атмосферной и химической стойкостью, стоек к маслам и бензину, негорюч. Непластифицированный поливинилхлорид называется винипластом (см. образец 1.3). Винипласт имеет высокую механическую прочность и обладает хорошими электроизоляционными свойствами, легко формуется, хорошо поддается механической обработке, склеивается и сваривается, хрупок при отрицательных температурах (рабочий диапазон температур от

–10 до + 70 °С). При нагревании разлагается с образованием особо ядовитых веществ и при пожаре представляет значительную опасность. Винипласт хорошо приклеивается к металлу, древесине, бетону. Из винипласта изготавливают различные изделия – краны, клапаны, задвижки, детали насосов, вентиляторов, облицовочную плитку, трубы и др. При введении в поливинилхлорид пластификаторов получается пластикат, который обладает высокой морозостойкостью. Пластикат применяется для изготовления изоляции проводов, изоленты, а также для изготовления труб и различных покрытий.

Политетрафторэтилен – (фторопласт-4) является фторопроизводным продуктом этилена. В вязкотекучее состояние переходит при температуре 423 °С, а при 420 °С сильно окисляется, поэтому литьем под давлением и экструзией его не перерабатывают. Кроме того, при этих температурах выделяется токсичный фтор. Фторопласт-4 прессуют при температуре 380 °С. Материал обладает высокой термостойкостью, стоек к действию кислот, щелочей, окислителей, растворителей, негигроскопичен. Фторопласт-4 имеет очень низкий коэффициент трения, сохраняет упругие свойства до 269 °С.

Фторопласт-4 применяется для изготовления уплотнительных элементов, мембран, фурнитуры, деталей антифрикционного назначения, а также, благодаря высоким диэлектрическим свойствам, для изготовления высокочастотной аппаратуры, кабелей, конденсаторов и др. Из фторопласта-4 изготавливают очень тонкие изоляционные пленки толщиной до 0,005 мм (см. образец 1.4).

Политрифторхлорэтилен – (фторопласт-3) – полимер стойкий к действию кислот, щелочей, окислителей, растворителей, диапазон рабочих температур от -195 до +125 °С. Перерабатывается литьем под давлением, экструзией и прессованием. Применяют для изготовления труб, шлангов, фурнитуры, защитных покрытий, низкочастотных диэлектриков, пленок, а также для термо- и влагостойких покрытий (см. образец 1.5).

Полистирол – твердый, жесткий, прозрачный полимер, обладает хорошими диэлектрическими свойствами, химически стоек к кислотам и щелочам, масло- и бензостоек, хорошо склеивается и окрашивается. Имеет низкую теплостойкость и ударную вязкость. Для повышения теплостойкости и механических свойств производят сополимеризацию стирола с другими мономерами или каучуками. Применяется для изготовления химически стойких сосудов, деталей электротехнического назначения (корпуса телевизоров, радиоприемников, телефонных аппаратов, магнитофонов), для получения электроизоляционных пленок для радиодеталей, нитей, а также упаковочной пленки.

Из него изготовляют (см. образцы 1.6) предметы домашнего обихода, детские игрушки, школьно-канцелярские принадлежности (авторучки и пр.), тару для упаковки, трубы, внутреннюю отделку холодильников (морозоустойчивость до -70 °С), катушки для фото-, кино- и магнитофонной пленки, облицовочные материалы для внутренней отделки помещений, салонов автомобилей и т. д. Образцы изделий из полистирола приведены на рисунках 18.1

–18.2.

Рисунок 18.1 – Посуда из полистирола, имитирующая хрусталь (блюда, вазочки)

Рисунок 18.2 – Технические изделия из полистирола

Полистирол, полученный эмульсионным методом, используется для производства пенопластов, применяемых в качестве термоизоляционного материала в строительстве, при изготовлении холодильников, а также для упаковки.

Полиметилметакрилат – (органическое стекло) – прозрачный полимер, стойкий к действию разбавленных кислот и щелочей, бензо- и маслостоек, обладает оптической прозрачностью, морозостоек (до -60 °С), растворяется в эфирах и кетонах, в органических растворителях, ароматических и хлорированных углеводородах. При температуре +105…+150 °С пластичен. Перерабатывается литьем под давлением, экструзией, прессованием. Имеет невысокую твердость. Применяется для изготовления светотехнических изделий, оптических линз, радиодеталей (см. образец 1.8).

Полиамиды – (капрон, нейлон и др.) – полимер, обладающий хорошими механическими свойствами, высокой износостойкостью. Полиамиды не набухают в масле и бензине, не растворяются во многих растворителях, стойки к ударным нагрузкам и вибрациям. Используются с наполнителями, в качестве которых применяется стекловолокно до 30 % или графит до 10 %. Применяются для изготовления зубчатых колес (рисунок 18.3), звездочек цепных передач, колес центробежных насосов, подшипников скольжения, а также нанесения защитных покрытий (см. образец 1.9).

Полиуретаны – полимеры, обладающие высокой эластичностью, морозостойкостью (до -70 °С), износостойкостью, устойчивы к действию разбавленных органических и минеральных кислот и масел. Применяются для изготовления труб, шлангов, уплотнителей, приготовления клеев для склеивания металлов, стекла, керамики (см. образец 1.10).

Полиэтилентерефталат (лавсан) – полимер, обладающий высокими прочностными свойствами, устойчивый к действию ультрафиолетовых и рентгеновских излучений, негорюч, диапазон рабочих температур от – 70 °С до +255 °С, легко металлизируется алюминием, цинком, оловом и другими металлами, в 10 раз прочнее полиэтилена, гигроскопичен, хорошо сваривается ультразвуком и склеивается полиэфирным лаком. Лавсан применяется для тепло-

Рисунок 18.3 – Детали антифрикционного назначения из полиамидов

стойкой изоляции обмоток трансформаторов, электродвигателей, кабелей, деталей радиоаппаратуры, а также в качестве корда в ременных передачах, различных транспортерных лентах, основы магнитофонных лент, в качестве материала (ПЭТФ) бутылок для напитков (см. образцы 1.12).

Термопласты – Энциклопедия MPLast

Международная маркировка термопластов для вторичной переработки

Термопласты (термопластичные полимеры) – это полимеры, которые размягчаются при нагревании и затвердевают при охлаждении. При комнатных температурах термопластичные полимерные материалы находятся в твердом (стеклообразном или кристаллическом) состоянии. При повышении температуры они переходят сначала  в высокоэластическое состояние, затем (при дальнейшем нагревании) –

в вязкотекучее состояние, что обеспечивает возможность формования термопластов различными методами. Переходы термопластов из твердого в высокоэластичное и вязкотекучее состоянии обратимы и могут повторяться многократно, что делает возможной вторичную переработку термопластичных полимеров.

Термопласты – это полимеры, у которых при нагревании не образуется поперечных химических связей и которые при некоторой, характерной для каждого полимера, температуре, могут многократно (повторно) размягчаться и переходить из твердого в пластическое состояние.

Термопласты выпускают в марочном ассортименте двух типов. Первый или базовый, включает марки, различающиеся по вязкостным (или молекулярным) параметрам. Их улучшают для переработки смазками, стабилизаторами и другими добавками. На основе базового марочного ассортимента создают марочный ассортимент по преобладающим

эксплуатационным свойствам.

Базовые марки полимера предназначены для переработки разными методами (марки литьевые, экструзионные, для прессования и др.). Каждым методом получают широкую номенклатуру изделий, различающихся размерами. Например, литьем под давлением получают тонкостенные изделия с большими отношениями длины к толщине, изделия средней толщины и толстостенные изделия с малыми отношениями длины к толщине. Поэтому марки полимера по методу переработки подразделяются на марки по ассортименту изделий, характерному для соответствующего способа формования.

Марочный ассортимент полимеров по вязкости обеспечивает возможность переработки полимеров разными методами в изделия при оптимальных режимах. Использование нужной марки сокращает время и потери материла на разработку технологии, стабилизирует процесс переработки и свойства изготавливаемых изделий, обеспечивает экономию сырья.

Марочный ассортимент по эксплуатационным свойствам включает марки полимера, улучшенные по отдельным показателям (антифрикционные, износостойкие, свето- и теплостабилизированные, антистатические, специализированные по наполнителям, негорючие, пищевого, медицинского назначения, оптические и др.

Термопластичные полимеры (примеры):

• Полиэтилен;
• Полипропилен;
• Полистирол;
• Полиметилметакрилат;
• Поливинилхлорид;
• Фторопласты: фторопласт-1 (поливинилфторид, ПВФ), фторопласт-2 (поливинилиденфторид, ПВДФ), фторопласт-3 (политрифторхлорэтилен,ПТФХЭ, фторлон-3), фторопласт-4 (политетрафторэтилен, фторлон-4, тефлон, ПТФЭ);
• Полиэтилентерефталат;
• Полиамид.

---

Особенности строения и свойств термопластичных полимеров

Наука различает два вида полимеров – натуральные и синтетические. Синтетические полимеры получаются путем очистки, модификации, температурной обработки и разбавления натурального полимера. По отношению к нагреву полимеры могут быть термопластичными и термореактивными. Термопластичные полимеры становятся мягкими при нагревании, и вновь затвердевают при снижении температуры.

Полимер – длинная цепочка макромолекул, которые выстроены в одинаковые множественно повторяющиеся звенья. Эти звенья называют мономерами, они соединены в цепочку ковалентными химическими связями.

Полимеры отличаются большим количеством звеньев – от сотен до десятков тысяч. По своей молекулярной структуре полимеры делятся на:

• линейные;
• сетчатые;
• разветвленные;
• пространственные.

Линейные полимеры могут быть также и термопластичными. Это обусловлено их физическими свойствами по изменению структуры, пластичности при воздействии на них повышенных температур. Линейный полимер считаются более мягким и менее прочным чем разветвленный вид.

Термопластичные полимеры способны при нагревании становиться мягкими, а при охлаждении возвращаться в исходное состояние. Химические связи между молекулами не разрушаются, поэтому при многочисленном нагреве продукт не теряет своих свойств.

Свойства и применение

Термопластичными называют полимеры, которые при нагревании переходят из твердого состояния в мягкое, тягучее, а при охлаждении снова принимают твердую форму. Данные элементы получают реакцией полимеризации. Эта реакция проходит под большим давлением и без применения примесей. Реакция полимеризации стала возможна только благодаря современной химии и специализированной аппаратуре. Получить данный процесс в естественных условиях невозможно.

Свойства термопластичных полимеров вызваны способом соединения мономеров – соединение осуществляется в одном месте, в одном направлении. Другими словами, молекулы соединены между собой в линию при линейном виде, и в виде нескольких линий, сплетенных в паутину, при разветвленной структуре.

При нагревании эти связи слабеют, и полимер размягчается. Такая простота обработки обуславливает широкое применение материалу при производстве формовочных деталей и других сложных изделий.

Термопластичные полимеры хорошо плавятся, а также растворяются в реагентах и растворителях. При испарении растворителя материал твердеет и приобретает прежние свойства. Это качество применяется при производстве различных клеев, лаков, красок, герметиков, замазок и других строительных растворов, имеющих в своем составе полимеры.

Из термопластичных полимеров выделяют:

• полиолефины;
• полиамиды;
• поливинилхлориды;
• фторопласты;
• полиуретаны;
• поликарбонаты;
• полиметилметакрилаты;
• полистирол.

На основании полимеров, исходных веществ и способов обработки выделяют следующие окончательные продуты:

Самое широкое применение термопластичные полимеры получили в строительстве при изготовлении материалов для изоляции, органических стекол, пленок и покрытий различной плотности и толщины, тонких волокон, а также в качестве связующих основ для клеев, штукатурок и теплоизоляционных материалов.

Из полимеров изготавливают бутылки и различные по форме сосуды, тару, трубы, детали машин оргтехники, компьютеров и электронного оборудования. А также используют при производстве напольного покрытия — линолеума, плитки, плинтусов, отделочных декоративных пленок, настенных панелей и пластика.

Полиэтилен

Полиэтилен представляет собой прозрачный материал и считается самым распространенным полимером. Этот материал отличает высокая влагостойкость и газонепроницаемость. Он не пропускает воду, устойчив к кислотам, щелочам, солям и другим агрессивным элементам, хороший диэлектрик. Эластичность полиэтилена сохраняется даже при отрицательной температуре окружающей среды до отметки -70С градусов. Считается очень прочным и стойким материалом. Полиэтилен легко режется ножом, а при взаимодействии с огнем горит и одновременно плавится. К недостаткам также можно отнести слабую адгезию с минеральными соединениями и клеями, подверженность старению при попадании солнечного света и агрессивным факторам окружающей среды. При данных отрицательных фактах полиэтилен не теряет своих основных эксплуатационных свойств.

При изготовлении полиэтилена применяются термопластичные полимеры одного вида, а в результате различных обработок, получают совершенно различные по характеристикам типы полиэтилена. В зависимости от видов полимеризации различают три вида полиэтилена:

1. Полиэтилен низкой плотности, получаемый при использовании высокого давления. Структура данного полимера имеет разветвленный вид, что обуславливает ее невысокую плотность и прочность, представляет собой мягкий и эластичный материал. Полиэтилен низкой плотности используется для изготовления пакетов для хранения пищевых продуктов, отходов и одежды, других упаковочных материалов. Из него изготавливают небьющеюся химическую посуду для лабораторий.
2. Полиэтилен, производимый при среднем давлении и плотности. Получается при давлении в 5-40 атмосфер и температуре 130-140С. Также используется для изготовления упаковочных материалов большей плотности, не дорогой посуды, различный контейнеров и форм для пищевых и не пищевых продуктов.
3. Материал, получаемый при низком давлении, и имеющий высокую плотность. Обладает улучшенной механической прочностью по сравнению с двумя другими видами полиэтилена. Изготавливается под давлением 5 атмосфер и при температуре +70С градусов. Из данного вида полиэтилена изготавливают пакеты, игрушки для детей, посуду, а также формы для воды и сыпучих продуктов, миски, тазики и прочую хозяйскую утварь. Также изготавливают водопроводные трубы, медицинские шприцы, детали механизмов, шланги, фитинги поливочных систем. С применением литья изготавливают вентили, краны, задвижки, зубчатые колеса, шестерни.

Полистирол

Полистирол – пример самого распространенного термопластичного полимера. На вид он бесцветный, прозрачный и твердый. Полистирол является более прочным и жестким материалом, имеет большую рабочую температуру использования и меньшую склонность к старению по сравнению с полиэтиленом. Считается хорошим электрическим изолятором и обладает высокой водоотталкивающей способностью. Очень стоек к щелочным и кислотным средам, не подвержен плесени и грибкам.

Полистирол хорошо растворяется в углеводородах, сложных эфирах. Он очень хрупкий и хорошо горит.

Для увеличения прочности полистирол соединяют с другими полимерами или каучуком. Готовые изделия и заготовки из полистирола легко поддаются обработке. Детали изготавливаются при помощи литья жидкого компонента либо способом выдавливания под давлением.

Из полистирола изготавливают лабораторную химическую посуду, трубки, нити, пленки и ленты. Широко используется материал в электротехнике при производстве изоляторов и, в первую очередь, защитной оболочки на электрические провода. Для промышленной дальнейшей обработки материал первоначально выпускается в листах и в виде крошки, которые в дальнейшем могут служить сырьем для конечных деталей и механизмов.

Полистирол популярен в процессе сополимеризации, когда смешивают два и более полимера. Получаются материалы, которым придаются дополнительные полезные свойства своих компонентов. Как правило, это прочность, огнестойкость, стойкость к растрескиванию. Жидкий полистирол с растворителем применяется при производстве клеев и клеевых основ. Широко используется в строительстве при производстве пенополистирола. Из данного материала выпускаются теплоизоляционные блоки.

Пенополистирол производят из эмульсионного полистирола методом прессовки.

Пенополистирол используется для теплоизоляции холодильных установок, продуктовых витрин и другого торгового оборудования. Данный материал внешне напоминает застывшую пену. Хорошо выдерживает повышенную влажность, не подвержен гниению, стоек к образованию бактерий и грибков. Может использоваться при температуре до + 70С градусов. Главный недостаток пенополистирола – повышенная горючесть.

Применяется как термо- и звукоизоляционный материал при производстве бытовок, а также различной бытовой и промышленной техники, в пищевой промышленности – для изоляции камер хранилищ, трюмов плавучих средств и помещений для хранения продуктов питания при отрицательных температурах до -35С градусов. Используется также в производстве упаковочного материала.

Полипропилен

Еще один распространенный термопластичный полимер – полипропилен. В качестве исходного вещества для производства полимера используют – пропилен.

Имеет твердую, прочную структуру, устойчив к механическим воздействиям и к коррозийным процессам. Непрозрачный, как правило, белого цвета, не растворим в органических растворителях. Температура плавления +175С, а при 140 градусов продукт становится мягким на ощупь.

Полипропилен хорошо выдерживает механические нагрузки, не теряя при этом своих свойств. Необходимо отметить чувствительность материала к воздействию света — под действием солнечных лучей и воздуха полипропилен разлагается, теряет блеск, что приводит к ухудшению его механических и физических свойств.

Существует много сортов полипропилена, которые получаются при добавлении специальных присадок, добавок и каучуков. Он легко поддается механической обработке, удобен в уходе, этим обусловлено широкое использование пропилена в любой отрасли промышленного производства. Один из главных недостатков –слабая устойчивость к низким температурам. При температуре ниже -5С элемент становится хрупким. Таким образом, пригоден для использования внутри отапливаемых и закрытых помещений.

Термопластичные полимеры – это… Что такое Термопластичные полимеры?



Термопластичные полимеры

полимеры с линейной структурой молекул. Материалы способны размягчаться при нагреве и восстанавливаться при охлаждении. К этой группе материалов относят: полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен, поливинилхлорид, полистирол, поливинилацетат, а также полиамидные и инден-кумароновые полимеры.
Источник: Справочник дорожных терминов

Строительный словарь.

• Термопластик
• Термореактивные полимеры

Смотреть что такое “Термопластичные полимеры” в других словарях:

• Полимеры — – вещества, молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся звеньев; молекулярная масса полимеров может изменяться от нескольких тысяч до многих миллионов. По происхождению полимеры делят на природные, или… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• Полимеры термопластичные — – полимеры с линейной структурой молекул. Материалы способны размягчаться при нагреве и восстанавливаться при охлаждении. К этой группе материалов относят: полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен, поливинилхлорид, полистирол,… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• Полимеры — Цепочки молекул полипропилена. Полимеры (греч …   Википедия

• Термопластичные материалы (термопласты) — – группа полимерных материалов, которые при нагревании выше температуры плавления сохраняют способность перехода в вязкотекучее состояние. В настоящем стандарте сшитый полиэтилен отнесен к группе термопластов. [ ГОСТ 32415 2013] Рубрика… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• Трубы термопластичные — Трубы термопластичные  – получают из поливинилхлорида, полиэтилена и полипропилена экструзивным способом, прессованием, сваркой или склеиванием из листовых заготовок. Используют для сооружения канализационных, водопроводных, вентиляционных… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• Полиакрилаты —         полимеры сложных эфиров акриловой кислоты (См. Акриловая кислота) (А. к.) или метакриловой кислоты (См. Метакриловая кислота) (М. к.) общей формулы                  где R = Н или СН3 (соответственно для А. к. или М. к.), R алифатический,… …   Большая советская энциклопедия

• Полиамиды —         Полимеры, содержащие амидные группировки СО NH в основной цепи макромолекулы, связанные с алифатическими или ароматическими радикалами (соответственно алифатические или ароматические П.). Основные промышленные способы получения П.… …   Большая советская энциклопедия

• Термопласты —         термопластичные полимеры, пластмассы, при переработке которых не происходит химические реакции отверждения полимеров (См. Отверждение полимеров) и материал в изделии сохраняет способность плавиться и растворяться. См. также Пластические… …   Большая советская энциклопедия

• Полимер — (Polymer) Определение полимера, виды полимеризации, синтетические полимеры Информация об определении полимера, виды полимеризации, синтетические полимеры Содержание Содержание Определение Историческая справка Наука о Полимеризация Виды… …   Энциклопедия инвестора

• Полимер — высокомолекулярное соединение, вещество с большой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов.[1]), состоит из большого числа повторяющихся одинаковых или различных по строению атомных группировок составных звеньев,… …   Википедия

Термопластичные полимеры — Студопедия

К термопластичным полимерам относятся полиолефины, полиамиды, поливинилхлорид, фторопласты, полиуретаны.

Термопласты имеют невысокую температуру перехода в вязкотекучее состояние, хорошо перерабатываются литьем под давлением, экструзией и прессованием. Применяются термопласты в качестве изоляторов, химически стойких конструкционных материалов, прозрачных оптических стекол, пленок, волокон, а также в качестве связующих для получения композиционных материалов, лаков, клеев и др.

Полиэтилен представляет собой продукт полимеризации этилена. Это относительно твердый и упругий материал, без запаха, белый в толстом слое и прозрачный в тонком (см. образец 1.1). Полиэтилен легко перерабатывается различными методами, устойчив к ударным и вибрационным нагрузкам, агрессивным средам и воздействию радиации, обладает высокой морозостойкостью (до –70 °С). Полиэтилен склонен к старению при воздействии на него света. Для подавления необратимых процессов старения полиэтилена в него (как и в другие термопласты) вводят специальные добавки – стабилизаторы. Полиэтилен применяют для изготовления труб, литых и прессованных несиловых деталей, пленок, изоляции проводов и кабелей, а также в качестве защитных покрытий металлов от коррозии.

Полипропилен – производная этилена, жесткий нетоксичный материал с более высокими физико-механическими свойствами. По сравнению с полиэтиленом более теплостоек, сохраняет форму до 150 ^оС, однако морозостойкость ниже, до – 15 ^оС.

Применяется для изготовления труб, деталей автомобилей, мотоциклов, холодильников, корпусов насосов, емкостей, пленок (см. образец 1.2).

Поливинилхлорид (ПВХ) – аморфный полимер белого цвета, обладает высокими диэлектрическими свойствами, химической стойкостью, негорюч. Непластифицированный поливинилхлорид называется винипластом (см. образец 1.3). Винипласт имеет высокую механическую прочность и обладает хорошими электроизоляционными свойствами, легко формуется, хорошо поддается механической обработке, склеивается и сваривается, хрупок при отрицательных температурах (рабочий диапазон температур от –10 до + 70 °С). При нагревании разлагается с образованием ядовитых веществ и при пожаре представляет значительную опасность. Из винипласта изготавливают различные изделия – краны, клапаны, задвижки, детали насосов, вентиляторов, облицовочную плитку, трубы и др.

Политетрафторэтилен – (фторопласт–4) является фторопроизводным продуктом этилена. В вязкотекучее состояние переходит при температуре 423 °С, прессование изделий производят при температуре 380 °С, т. к. при более высоких температурах выделяется токсичный фтор. Материал обладает высокой термостойкостью, стоек к действию кислот, щелочей, окислителей, растворителей. Фторопласт–4 имеет очень низкий коэффициент трения (f=0,04), сохраняет упругие свойства до 269 °С.

Фторопласт–4 применяется для изготовления: уплотнительных элементов, мембран, фурнитуры, работающих в агрессивных средах; антифрикционных покрытий на металлических изделиях; высокочастотной аппаратуры, кабелей, конденсаторов, тонких изоляционных пленок толщиной до 0,005 мм (см. образец 1.4).

Полистирол – твердый, жесткий, прозрачный полимер (пропускает 90 % света), обладает хорошими диэлектрическими свойствами, обладает высокой химической стойкостью, хорошо склеивается и окрашивается. Имеет низкую теплостойкость (до 80 ⁰С) и ударную вязкость. Для повышения вязкости производят сополимеризацию стирола с каучуками. Применяется для изготовления химически стойких сосудов, деталей электротехнического назначения (корпуса телевизоров, радиоприемников, телефонных аппаратов, магнитофонов), для получения электроизоляционных пленок для радиодеталей, нитей, а также упаковочной пленки. Из него изготовляют (см. образцы 1.5) предметы домашнего обихода, детские игрушки, школьно-канцелярские принадлежности (авторучки и пр.), тару для упаковки, трубы, внутреннюю отделку холодильников (морозоустойчивость до –70 °С), облицовочные материалы для внутренней отделки помещений, салонов автомобилей и т. д.

Полистирол, полученный эмульсионным методом, используется для производства пенопластов, применяемых в качестве термоизоляционного материала в строительстве, при изготовлении холодильников, а также для упаковки.

Полиметилметакрилат – (органическое стекло) – прозрачный полимер (пропускает 92 % света), стойкий к действию разбавленных кислот и щелочей, бензо- и маслостоек, морозостоек (до –60 °С), растворяется в органических растворителях, ароматических и хлорированных углеводородах. При температуре +105…+150 °С пластичен. Перерабатывается литьем под давлением, экструзией. Имеет невысокую твердость. Применяется для изготовления светотехнических изделий, оптических линз, радиодеталей (см. образец 1.6).

Полиамиды – (капрон, нейлон и др.) – полимер, обладающий хорошими механическими свойствами, высокой износостойкостью. Полиамиды не набухают в масле и бензине, не растворяются во многих растворителях, стойки к ударным нагрузкам и вибрациям. Используются с наполнителями, в качестве которых применяется стекловолокно до 30 % или графит до 10 %. Применяются для изготовления канатов, зубчатых колес, звездочек цепных передач, колес центробежных насосов, подшипников скольжения, а также нанесения защитных покрытий на металлах (см. образец 1.7).

Полиуретаны – полимеры, обладающие высокой эластичностью, морозостойкостью (до –70 °С), износостойкостью, устойчивы к действию разбавленных органических и минеральных кислот и масел. Применяются для изготовления труб, шлангов, уплотнителей, приготовления клеев для склеивания металлов, стекла, керамики (см. образец 1.8).

Полиэтилентерефталат (лавсан) – полиэфир, обладающий высокими прочностными свойствами, устойчивый к действию ультрафиолетовых и рентгеновских излучений, негорюч, диапазон рабочих температур от – 70 до + 255 °С, в 10 раз прочнее полиэтилена, хорошо сваривается и склеивается. Лавсан применяется для теплостойкой изоляции обмоток трансформаторов, электродвигателей, кабелей, деталей радиоаппаратуры, а также в качестве корда в ременных передачах, в покрышках, различных транспортерных лентах, основы магнитофонных лент, в качестве материала (ПЭТФ) бутылок для напитков (см. образцы 1.9).

Поликарбонат – полиэфир угольной кислоты, после быстрого охлаждения приобретает аморфную структуру и становится стеклообразным. Обладает высокими прочностью, ударной вязкостью, гибкостью, химически стоек. Из него изготавливают небьющуюся посуду, а также шестерни, подшипники и др. детали.

13.2 Термореактивные полимеры

Фенолоформальдегидные смолы – представляют собой продукты поликонденсации фенолов с формальдегидом. Фенолоформальдегидные смолы обладают высокими атмосферо- и термостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами, стойки к действию большинства кислот, за исключением концентрированной серной кислоты и кислот-окислителей (азотной, хромовой) (см. образец 2.1).

Эпоксидные смолы – олигомеры или мономеры, содержащие в молекуле не менее двух эпоксидных групп, способные превращаться в полимеры пространственного строения. Для холодного отверждения эпоксидных смол применяют в качестве отвердителей алифатические полиамины (полиэтиленполиамин, 5…15 % от массы смолы). Длительность отверждения 24 ч. Для горячего отверждения применяют ароматические ди- и полиамины. Отверждение проводят при температуре 100–180 °С в течение 16–4 ч. Прочность, химическая стойкость и теплостойкость эпоксидных компаундов при горячем отверждении выше, чем при холодном. Эпоксидные смолы обладают высокой адгезией к металлам, стеклу, керамике и другим материалам (см. образец 2.2).

Термопласт и термоэластопласты

Термопласт и термоэластопласты

Подробности

Создано: 11.01.2017 18:43

В статье приводится классификация термопластичных полимеров, описываются их особенности, физические характеристики и сфера применения.

Термопласты.

Термопласты – большая группа полимеров, которые обладают свойством переходить из твердого состояния в высокоэластичное или вязкотягучее при нагревании и восстанавливать свое первоначальное состояние при охлаждении. Этот процесс может проходить многократно в одну и другую сторону, что позволяет перерабатывать термопластовые отходы в новую продукцию. При этом существенно снижается себестоимость изделия и улучшается экологическая обстановка. Переработка ТПЕ полимеров происходит при помощи прессования, литья под давлением и выдувного формования. Переработке подлежит только высушенный материал, процент влаги в котором составляет не более 0,1.

Классификация термопластов.

Классификация термопластов производится по нескольким критериям. По своему физическому состоянию они делятся на аморфные и кристаллизующиеся. Первые, в зависимости от температуры воздействия, могут находиться в трех состояниях (в порядке ее повышения): стеклообразном, высокоэластичном и вязкотягучем. Первому свойственны небольшие упругие деформации, второе состояние характеризуется возможностью больших обратимых деформаций, дальнейшее повышение температуры приводит к тому, что в термопласте появляются уже необратимые изменения.

В зависимости от химической структуры термопласты можно разделить на полиолефины (полиэтилен, полипропилен), сложные полиэфиры, полиамиды, стирольные пластики, полимеры (акриловые и на основе целлюлозы и фторопластов).

По эксплуатационным характеристикам различают термопласты общетехнического, инженерно-технического назначения и термостойкие.

Для улучшения технологических и эксплуатационных характеристик термопластов могут применяться наполнители. По их виду полимеры разделяют на стеклопластик (наполнитель из стекла), углепластик (углеродное волокно) и специальные термопласты (с электропроводящими материалами, антифрикционными и увеличивающими износостойкость добавками и т. д.).

Все эти полимеры обладают целым рядом очень полезных и уникальных свойств, которые позволяют широко их использовать в самых разнообразных областях. Они имеют хорошую термостойкость, упругость, мягкость, практически не токсичны, очень эластичны даже при низких температурах, устойчивы к химическим воздействиям. Кроме того, они очень технологичны и служат долго.

Термопластичные полимеры часто применяются при производстве труб, электропроводки, фурнитуры для мебели. Используют их в сельском хозяйстве и при строительных работах. Свое место термопласты заняли также и в медицине (стоматология, протезирование).

Без термопластичных материалов сегодня не обходится и обувная промышленность (из них производятся высококачественные подошвы), и машиностроение (изготавливаются различные шестерни, муфты, подшипники, амортизаторы и т. д.), и производство спортивного инвентаря.

Поскольку у вторичных термопластов характеристики все-таки немного похуже, то для производства продуктов, к которым предъявляют повышенные требования к качеству, гигиеническим характеристикам (например, вещи для детей, упаковки для продуктов) в настоящее время используют только первичные материалы. 

Конкретный термопластичный полимер выбирается, исходя из условий и особенностей применения готовой продукции. К примеру, у поликарбоната очень хорошая прочность, и он может эксплуатироваться в очень широком диапазоне температур (примерно от – 100 до + 140 °С), поэтому его используют при остеклении различных прозрачных сооружений (теплицы, остановки общественного транспорта и т. д.).

Полиэтилен.

Полиэтилен чаще всего используется там, где необходима высокая стойкость к химическим воздействиям, поэтому из него производят тару для хранения и транспортировки химически агрессивных жидких веществ (кислота, щелочь и т. д.). Когда необходима высокая прочность конструкции с большим количеством изгибов и поворотов, то используется полипропилен. Помимо прочности, этот материал характеризуется высокой износостойкостью, инертностью к различным химическим соединениям (например, к спиртам и кислотам), он не пропускает газ и пар.

Сэвилен

Для производства разнообразных прокладок, шлангов, пленок, надувных игрушек широко используется сэвилен. Применение сэвилена в данной области обусловлено его прозрачностью, гигиеничностью и безопасностью для организма человека, хорошими адгезивными характеристиками, сохранением исходных свойств в процессе переработки.

Какой бы термопластичный материал ни применялся в производстве, изделие из него всегда обладает низкой стоимостью, небольшим весом и хорошей эластичностью. 

Основы: определение и свойства полимеров

Если вам нужна основная информация о пластиковых материалах, это то место, где ее можно найти. Здесь вы узнаете определение и свойства полимеров – еще одно название пластмасс.

Самое простое определение полимера – это полезное химическое вещество, состоящее из множества повторяющихся единиц. Полимер может быть трехмерной сетью (подумайте о повторяющихся единицах, связанных вместе слева и справа, спереди и сзади, вверх и вниз) или двумерной сетью (подумайте о повторяющихся единицах, связанных вместе слева, справа, вверх и вниз в лист) или одномерная сеть (подумайте о повторяющихся единицах, связанных слева и справа в цепочке).Каждая повторяющаяся единица – это «-мер» или основная единица, причем «полимер» означает множество повторяющихся единиц. Повторяющиеся элементы часто состоят из углерода и водорода, а иногда и из кислорода, азота, серы, хлора, фтора, фосфора и кремния. Для создания цепи многие звенья или «-меры» химически связаны или полимеризуются вместе. Соединение бесчисленных полос плотной бумаги вместе, чтобы сделать бумажные гирлянды, или соединение сотен скрепок, чтобы сформировать цепочки, или нанизывание бусинок, помогает визуализировать полимеры.Полимеры встречаются в природе и могут быть изготовлены для удовлетворения конкретных потребностей. Промышленные полимеры могут представлять собой трехмерные сети, которые после образования не плавятся. Такие сети называются полимерами THERMOSET. Эпоксидные смолы, используемые в двухкомпонентных клеях, представляют собой термореактивные пластмассы. Промышленные полимеры также могут представлять собой одномерные цепи, которые можно плавить. Эти цепи представляют собой ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ полимеры, также называемые ЛИНЕЙНЫМИ полимерами. Пластиковые бутылки, пленки, чашки и волокна – это термопласты.

В природе много полимеров.Основными природными полимерами являются дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК), определяющие жизнь. Шелк, волосы и рог паука – это белковые полимеры. Крахмал может быть полимером, как и целлюлоза в древесине. Латекс каучукового дерева и целлюлоза использовались в качестве сырья для производства полимерной резины и пластмасс. Первым синтетическим пластиком был бакелит, созданный в 1909 году для корпусов телефонов и электрических компонентов. Первым произведенным полимерным волокном было вискоза из целлюлозы в 1910 году.Нейлон был изобретен в 1935 году, когда искали синтетический паучий шелк.

Структура полимеров

Многие обычные классы полимеров состоят из углеводородов, соединений углерода и водорода. Эти полимеры специально состоят из атомов углерода, связанных друг с другом в длинные цепи, которые называют основной цепью полимера. Из-за природы углерода один или несколько других атомов могут быть присоединены к каждому атому углерода в основной цепи.Есть полимеры, которые содержат только атомы углерода и водорода. Полиэтилен, полипропилен, полибутилен, полистирол и полиметилпентен являются их примерами. Поливинилхлорид (ПВХ) имеет хлор, связанный с углеродной основой. Тефлон имеет фтор, связанный с углеродной основой.

Другие распространенные промышленные полимеры имеют скелеты, которые содержат элементы, отличные от углерода. Нейлоны содержат атомы азота в основной цепи повторяющейся единицы. Полиэфиры и поликарбонаты содержат кислород в позвоночнике.Есть также некоторые полимеры, которые вместо углеродной основы имеют кремниевую или фосфорную основу. Они считаются неорганическими полимерами. Один из наиболее известных полимеров на основе силикона – Silly Putty ^® .

Молекулярное устройство полимеров

Подумайте, как лапша спагетти выглядит на тарелке. Это похоже на то, как могут быть расположены линейные полимеры, если они не имеют определенного порядка или являются аморфными. Контроль процесса полимеризации и гашение расплавленных полимеров может привести к аморфной организации.Аморфное расположение молекул не имеет дальнего порядка или формы, в которой располагаются полимерные цепи. Аморфные полимеры обычно прозрачны. Это важная характеристика для многих приложений, таких как пищевая упаковка, пластиковые окна, линзы для фар и контактные линзы.

Очевидно, не все полимеры прозрачны. Полимерные цепи в объектах, которые являются полупрозрачными и непрозрачными, могут иметь кристаллическую структуру. По определению, кристаллическая структура имеет атомы, ионы или, в данном случае, молекулы, расположенные в виде различных структур.Обычно вы думаете о кристаллических структурах в поваренной соли и драгоценных камнях, но они могут встречаться и в пластмассах. Точно так же, как закалка может привести к образованию аморфных структур, обработка может контролировать степень кристалличности тех полимеров, которые способны кристаллизоваться. Некоторые полимеры никогда не кристаллизуются. Другие предназначены для кристаллизации. Чем выше степень кристалличности, тем меньше света может проходить через полимер. Следовательно, степень прозрачности или непрозрачности полимера может напрямую зависеть от его кристалличности.Кристалличность дает преимущества в прочности, жесткости, химической стойкости и стабильности.

Ученые и инженеры всегда производят более полезные материалы, манипулируя молекулярной структурой, которая влияет на получаемый конечный полимер. Производители и переработчики вводят в базовые полимеры различные наполнители, армирующие элементы и добавки, расширяя возможности продукта.

Характеристики полимеров

Большинство производимых полимеров являются термопластичными, что означает, что после образования полимера его можно нагревать и преобразовывать снова и снова.Это свойство облегчает переработку и переработку. Другая группа, термореактивные, не подлежит переплавке. Как только эти полимеры образуются, повторный нагрев приведет к окончательному разложению материала, но не к расплавлению.

Каждый полимер имеет очень отличные характеристики, но большинство полимеров имеют следующие общие характеристики.

1. Полимеры могут быть очень устойчивы к химическим веществам. Учитывайте все чистящие жидкости в вашем доме, упакованные в пластик. Чтение предупреждающих этикеток, которые описывают, что происходит при попадании химического вещества на кожу или в глаза или при проглатывании, подчеркнет необходимость химической стойкости пластиковой упаковки. В то время как растворители легко растворяют некоторые пластмассы, другие пластмассы обеспечивают безопасную, небьющуюся упаковку для агрессивных растворителей.

2. Полимеры могут быть как теплоизоляционными, так и электроизоляционными. Прогулка по вашему дому укрепит эту концепцию, поскольку вы рассматриваете все приборы, шнуры, электрические розетки и проводку, которые сделаны или покрыты полимерными материалами. Термостойкость очевидна на кухне с ручками для кастрюль и сковородок из полимеров, ручками для кофейников, пенопластом холодильников и морозильных камер, изолированными чашками, холодильниками и посудой для микроволновой печи. Термобелье, которое носят многие лыжники, сделано из полипропилена, а наполнитель зимних курток – из акрила и полиэстера.

3. Обычно полимеры очень легкие по весу и обладают значительной прочностью. Рассмотрите диапазон применения, от игрушек до каркаса космических станций или от тонкого нейлонового волокна в колготках до кевлара, который используется в пуленепробиваемых жилетах. Некоторые полимеры плавают в воде, а другие тонут. Но по сравнению с плотностью камня, бетона, стали, меди или алюминия все пластмассы являются легкими материалами.

4. Полимеры можно обрабатывать различными способами. Экструзия производит тонкие волокна или тяжелые трубы, пленки или пищевые бутылки. Литье под давлением позволяет производить очень сложные детали или большие кузовные панели. Пластмассы можно формовать в барабаны или смешивать с растворителями, чтобы получить клеи или краски. Эластомеры и некоторые пластмассы растягиваются и очень гибкие. Некоторые пластмассы, например, бутылки для безалкогольных напитков, при обработке растягиваются, чтобы сохранить свою форму.Другие полимеры могут быть вспенены, например полистирол (Styrofoam ™), полиуретан и полиэтилен.

5. Полимеры – это материалы с, казалось бы, безграничным диапазоном характеристик и цветов. Полимеры обладают множеством неотъемлемых свойств, которые могут быть дополнительно улучшены широким спектром добавок для расширения сферы их применения и применения. Полимеры могут имитировать волокна хлопка, шелка и шерсти; фарфор и мрамор; а также алюминий и цинк.Из полимеров можно также производить продукты, которые не всегда можно получить в природе, например прозрачные листы и гибкие пленки.

6. Полимеры обычно производятся из нефти, но не всегда. Многие полимеры состоят из повторяющихся элементов, полученных из природного газа, угля или сырой нефти. Но повторяющиеся элементы строительных блоков иногда могут быть сделаны из возобновляемых материалов, таких как полимолочная кислота из кукурузы или целлюлоза из хлопкового пуха.Некоторые пластмассы всегда делались из возобновляемых материалов, таких как ацетат целлюлозы, используемый для рукояток отверток и подарочной ленты. Когда строительные блоки могут быть более экономичными из возобновляемых материалов, чем из ископаемого топлива, либо старые пластмассы находят новое сырье, либо вводятся новые пластмассы.

7. Полимеры можно использовать для изготовления предметов, которые не имеют альтернативы из других материалов.Из полимеров можно получать прозрачные водонепроницаемые пленки. ПВХ используется для изготовления медицинских трубок и пакетов для крови, которые продлевают срок хранения крови и продуктов крови. ПВХ безопасно доставляет воспламеняющийся кислород по негорючим гибким трубкам. А антитромбогенный материал, такой как гепарин, можно включать в гибкие катетеры из ПВХ для операций на открытом сердце, диализа и сбора крови. Многие медицинские устройства используют полимеры для обеспечения их эффективного функционирования.

Управление твердыми отходами

Обращаясь ко всем превосходным свойствам полимеров, не менее важно обсудить некоторые проблемы, связанные с материалами.Большинство пластмасс разрушаются при ярком солнечном свете, но никогда полностью не разлагаются при захоронении на свалках. Однако другие материалы, такие как стекло, бумага или алюминий, также не разлагаются на свалках. Однако некоторые биопластики разлагаются до углекислого газа и воды ТОЛЬКО на специально разработанных предприятиях по компостированию пищевых отходов. Они не разлагаются при других обстоятельствах.

Для 2005 ¹ характеристика твердых бытовых отходов EPA перед переработкой в ​​США показала, что пластмассы составляют 11.8 процентов нашего мусора по весу по сравнению с бумагой, которая составляла 34,2 процента. Стекло и металлы составили 12,8 процента по весу. А дворовая обрезка составила 13,1 процента от массы твердых бытовых отходов. Пищевые отходы составили 11,9 процента твердых бытовых отходов. Характеристики, которые делают полимеры такими привлекательными и полезными, легкие и практически безграничные физические формы многих полимеров, разработанные для обеспечения определенного внешнего вида и функциональности, делают вторичную переработку после потребителя сложной задачей. Когда можно собрать достаточное количество использованных пластиковых предметов, компании разрабатывают технологию переработки использованного пластика.Уровень переработки всех пластмасс не так высок, как хотелось бы. Но коэффициент рециркуляции 1170 000 000 фунтов бутылок из полиэстера, 23,1%, переработанных в 2005 г., и 953 000 000 фунтов бутылок из полиэтилена высокой плотности, 28,8%, переработанных в 2005 г., показывает, что при наличии критической массы определенного материала переработка может быть коммерческий успех ² .

Заявки на переработку пластмасс растут с каждым днем. Переработанный пластик можно смешивать с первичным пластиком (пластиком, который ранее не обрабатывался) без ущерба для свойств во многих областях применения.Из переработанного пластика делают полимерную древесину для использования в столах для пикника, заборах и на открытых игровых площадках, что обеспечивает низкие эксплуатационные расходы, отсутствие сколов и экономию натуральной древесины. Пластик из бутылок с безалкогольными напитками и водой может быть превращен в волокно для производства ковров или из новых бутылок для еды. Переработка по замкнутому циклу действительно имеет место, но иногда наиболее ценное использование переработанного пластика – это применение, отличное от первоначального.

Альтернативой для пластмасс, которые не перерабатываются, особенно загрязненных, таких как использованная пищевая упаковка или подгузники, может быть система преобразования отходов в энергию (WTE).В 2005 году 13,6% твердых бытовых отходов США было переработано в системах WTE ¹ . Когда местные жители решают использовать системы переработки отходов в энергию для обращения с твердыми отходами, пластик может стать полезным компонентом.

Контролируемое горение полимеров производит тепловую энергию. Тепловая энергия, производимая при сжигании пластиковых муниципальных отходов, не только может быть преобразована в электрическую, но также помогает сжигать мокрый мусор, который присутствует. Бумага также выделяет тепло при горении, но не так сильно, как пластик.С другой стороны, стекло, алюминий и другие металлы не выделяют энергии при горении.

Чтобы лучше понять процесс сжигания, рассмотрим дым, исходящий от горящего предмета. Если зажечь дым зажженной пропановой горелкой, можно заметить, что дым исчезает. Это упражнение показывает, что побочные продукты неполного сгорания все еще горючие. Правильное сжигание сжигает материал и побочные продукты первоначального сжигания, а также заботится об атмосферных выбросах и твердых выбросах для обеспечения общественной безопасности.

Некоторые пластмассы можно компостировать либо из-за специальных добавок, либо из-за структуры полимеров. Компостируемые пластмассы часто требуют более интенсивных условий для разложения, чем компостные кучи на заднем дворе. Для компостируемых пластиков рекомендуются коммерческие компостеры. В 2005 г. при компостировании ¹ переработано 8,4% твердых бытовых отходов США.

Пластмассы также могут быть безопасно засыпаны землей, хотя ценный энергетический ресурс пластмасс в этом случае будет утерян для переработки или улавливания энергии.В 2005 г. ¹ 54,3% твердых бытовых отходов США приходилось на захоронение. Пластмассы используются для облицовки свалок, чтобы улавливать фильтрат и не загрязнять грунтовые воды. Не разлагающийся пластик помогает стабилизировать грунт, так что после закрытия свалки земля может быть достаточно стабильной для полезных будущих покупок.

Полимеры влияют на каждый день нашей жизни. У этих материалов так много разнообразных характеристик и применений, что их полезность может быть измерена только нашим воображением.Полимеры – это материалы прошлых, настоящих и будущих поколений.

¹ Агентство по охране окружающей среды США, «Твердые бытовые отходы в США, 2005 г. Факты и цифры», EPA530-R-06-011, октябрь 2006 г.
² Американский химический совет, «Национальный отчет о вторичной переработке пластиковых бутылок после потребления, 2005 г.»

,

Определение термореактивных пластмасс – разница между термопластами и термореактивными пластиками

• • Классы
    • Класс 1-3
    • Класс 4-5
    • Класс 6-10
    • Класс 11-12
  • КОНКУРЕНТНЫЙ ЭКЗАМЕН
    • BNAT 000 NC
      • BNAT 000 Книги
        • Книги NCERT для класса 5
        • Книги NCERT для класса 6
        • Книги NCERT для класса 7
        • Книги NCERT для класса 8
        • Книги NCERT для класса 9
        • Книги NCERT для класса 10
        • Книги NCERT для класса 11
        • Книги NCERT для класса 12
      • NCERT Exemplar
        • NCERT Exemplar Class 8
        • NCERT Exemplar Class 9
        • NCERT Exemplar Class 10
        • NCERT Exemplar Class 11
        • NCERT Exemplar Class 11
        • NCERT 9000 9000
        • NCERT
        • • Решения RS Aggarwal, класс 12
          • Решения RS Aggarwal, класс 11
          • Решения RS Aggarwal, класс 10
          90 003 Решения RS Aggarwal класса 9
          • Решения RS Aggarwal класса 8
          • Решения RS Aggarwal класса 7
          • Решения RS Aggarwal класса 6
        • Решения RD Sharma
          • RD Sharma Class 6 Решения
          • Решения RD Sharma
          Решения RD Sharma класса 8
          • Решения RD Sharma класса 9
          • Решения RD Sharma класса 10
          • Решения RD Sharma класса 11
          • Решения RD Sharma класса 12
        • PHYSICS
          • Механика
          • Оптика
          • Термодинамика Электромагнетизм
        • ХИМИЯ
          • Органическая химия
          • Неорганическая химия
          • Периодическая таблица
        • MATHS
          • Теорема Пифагора
          • 000
          • 00030003000300030004
          • Простые числа
          • Взаимосвязи и функции
          • Последовательности и серии
          • Таблицы умножения
          • Детерминанты и матрицы
          • Прибыль и убыток
          • Полиномиальные уравнения
          • Деление фракций
        • 000
        • 000
        • 000
        • 000
        • 000 BIOG3000
          FORMULAS
          • Математические формулы
          • Алгебраные формулы
          • Тригонометрические формулы
          • Геометрические формулы
          • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
            • Математические калькуляторы
            • 000 PBS4000
            • 000
            • 000 Физические калькуляторы
            • 000
            • 000
            • 000 PBS4000
            • 000
            • 000 Калькуляторы для химии
            Класс 6
            • Образцы бумаги CBSE для класса 7
            • Образцы бумаги CBSE для класса 8
            • Образцы бумаги CBSE для класса 9
            • Образцы бумаги CBSE для класса 10
            • Образцы бумаги CBSE для класса 11
            • Образцы бумаги CBSE чел. для класса 12
          • CBSE, вопросник за предыдущий год
            • CBSE, вопросник за предыдущий год, класс 10
            • CBSE, вопросник за предыдущий год, класс 12
          • HC Verma Solutions
        .

        Термопласты :: PlasticsEurope

        Термопласты – это полимеры, которые можно плавить и перерабатывать практически неограниченное время. Они плавятся при нагревании и затвердевают при охлаждении. Однако при замораживании термопласт становится похожим на стекло и подвержен разрушению. Эти характеристики, благодаря которым материал получил свое название, являются обратимыми, поэтому материал можно повторно нагревать, изменять форму и замораживать. В результате термопласты подлежат механической переработке.Некоторые из наиболее распространенных типов термопластов – это полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, полиэтилентерефталат и поликарбонат.
        

        Недвижимость
        

        Термопласты имеют простую молекулярную структуру, состоящую из химически независимых макромолекул. При нагревании они размягчаются или плавятся, затем придают им форму, форму, сваривают и затвердевают при охлаждении. Можно повторять несколько циклов нагревания и охлаждения, что позволяет производить переработку и переработку.
        

        Приложения
        

        Термопласты существуют уже давно и сегодня являются важным компонентом повседневной жизни. Например:
        

        • Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) представляет собой термопласт, используемый для производства:

        • Из поликарбоната производят:

          • CD и DVD.

          • Бутылки для питья

          • Емкости для хранения продуктов

          • Линзы для очков.
            

        • Полиэтилен, вероятно, является наиболее распространенным термопластом и используется для производства:

          • Флаконы для шампуня.

          • Пластиковые пакеты для продуктов.

          • Бронежилеты.
            

        Для получения дополнительной информации см .: simple.wikipedia.org/wiki/Термопласт

        ,

        Термопластические эластомеры на основе блок-сополимеров, привитых и звездообразных

        1. Введение

        Термопластические эластомеры (TPE) представляют собой двухфазные синтетические полимерные материалы, состоящие из непрерывной мягкой резиноподобной матрицы, физически сшитой стеклопластиковыми доменами [1, 2] ( Фигура 1). Такие материалы обладают эластичностью обычного каучука, но подходят для высокопроизводительных технологий обработки пластмасс, таких как литье под давлением и экструзия из расплава, не требуя процесса отверждения [3, 4].Эта особенность позволяет производить ТПЭ в больших масштабах с короткими сроками производства, что делает ТПЭ одним из наиболее часто используемых полимерных материалов во многих областях [5].

        Рисунок 1.

        Структурная иллюстрация термопластичных эластомеров.

        Коммерчески доступные TPE, в зависимости от химического состава и морфологии, можно разделить на восемь различных групп: (1) стирольные блок-сополимеры (SBC), (2) полимерные смеси путем динамической вулканизации (TPV), (3) термопласты на основе полиолефинов. эластомеры (TPO), (4) галогенсодержащие полиолефины, (5) термопластичные полиуретановые эластомеры (TPU), (6) термопластические эластомеры на основе полиамида (COPA), (7) эластомеры сложных полиэфиров (COPE) и (8) иономерные термопластичные эластомеры.Они подробно рассмотрены во многих справочниках [5–8].

        Начиная с 1990-х годов, многие удивительные полимеры с различными функциональными возможностями, четко определенными структурами и усовершенствованными макромолекулярными структурами были получены благодаря разработкам в методах живой / контролируемой полимеризации, таких как живая анионная [9–11] / катионная полимеризация [12], радикальная полимеризация с переносом атома (ATRP) [13], метатезис-полимеризация с раскрытием цикла (ROMP) [14], полимеризация с обратимым присоединением-фрагментацией с переносом цепи (RAFT) [15], радикальная полимеризация с участием нитроксида (NMRP) [16], и так далее.Многие из этих новых полимеров имеют большой потенциал для использования в качестве термопластичных эластомеров.

        Наряду с инновациями в химии синтетических полимеров, в этой главе суммируются последние достижения в области термопластичных эластомеров на основе синтетических полимеров с точки зрения архитектуры полимеров, включая (1) трехблочные полимеры типа ABA, (2) привитые полимеры и (3) звездообразные полимеры. разветвленные полимеры.

        2. ТПЭ типа триблок-сополимер ABA

        2.1. Полимеры, синтезированные методом анионной полимеризации

        Наиболее распространенными ТПЭ типа триблок-сополимера ABA являются триблок-сополимеры полистирол-b-полиизопрен-b-полистирол (SIS) и полистирол-b-полибутадиен-b-полистирол (SBS), разработанные и синтезированные Милковичем. и Холден из Shell Development Company в 1965 году [17].При правильном составе PI образует непрерывную резиновую матрицу, которая физически сшита жестким компонентом PS из-за термодинамической несовместимости между этими двумя компонентами. В динамическом механическом анализе SIS с линейным изменением температуры / частотной разверткой SIS ведет себя как стеклообразный пластик с высоким модулем упругости ( G ), когда температура ниже температуры стеклования PI ( T _g ~ -56 ° С). Когда температура увеличивается, но остается ниже, чем T _г PS (95 ° C), полиизопреновые цепи начинают двигаться, и G ʹ достигает значения каучукообразного плато.Этот диапазон температур считается диапазоном рабочих температур, в котором такие полимеры действуют как эластомер с типичным поведением в виде пятен от напряжения. Когда температура превышает 95 ° C, полимер попадает в зону течения расплава и ведет себя как вязкая жидкость.

        Так как во многих приложениях используются недорогие SBC или TPE на основе стирола (S-TPE), высокотемпературные приложения и другие повышенные потребности в S-TPE, например, в резине для шин, в значительной степени ограничены относительно низкой степенью стеклования. температура PS.Когда условия эксплуатации приближаются к 95 ° C, размягчение доменов PS резко снижает растягивающее напряжение S-TPE. Один из основных исследовательских интересов в области анионной полимеризации заключается в увеличении верхней рабочей температуры S-TPE без изменения процедуры полимеризации, которая уже существует на пилотных установках в течение почти 50 лет [18, 19]. Эти усилия в основном изучали анионную полимеризацию полимеров с более высокими температурами стеклования. К таким полимерам относятся следующие:

        2.1.1. Производные стирола

        Полимеры на основе производных стирола включают полистирол с функциональными группами в α- или пара-положении: поли (α-метилстирол) (PMS, T _г ~ 173 ° C) [20], поли (α-метил p -метилстирол) (PMMS, T _г ~ 183 ° C) [21], поли (трет-бутилстирол) (PtBS, T _г ~ 130 ° C) [22] и поли ( п-адамантилстирол) (P-AdmS, T _г ~ 203 ° C) [23, 24].

        Для анионной полимеризации α-метилстирола и его производного α-метил-п-метилстирола объемная метильная группа в α-положении приводит к низкой температуре потолка мономера.Для достижения количественного выхода полимеризация этих мономеров требует низкой температуры полимеризации (-78 ° C) в полярном растворителе (ТГФ), что нежелательно для крупномасштабного промышленного применения [19]. Высокий T _г Производные полистирола с объемными боковыми группами, такими как трет-бутил или адамантил в пара-положении, вызовут фазовое смешение с полидиенами из-за липофильной природы трет-бутильной или адамантильной группы. Для повышения прочности разделения фаз и создания эффективных физических сшивок для систем полибутадиен / поли (трет-бутилстирол) (PtBS, T _г ~ 130 ° C) требуется высокая общая молекулярная масса [22 ].

        2.1.2. Производные метакрилата

        Полимеры производных метакрилата включают синдиотактический полиметилметакрилат (sPMMA, T _г ~ 120 ° C), поли (этилметакрилат) (PEMA, T _г ~ 90 ° C), поли (трет-бутилметакрилат) (PtBMA, T _г ~ 116 ° C), поли (изоборнилметакрилат) (PIBMA, T _г ~ 202 ° C) [25] и поли (1- адамантилакрилат) (P-AdmA, T _г ~ 133 ° C) [26].

        Поскольку температура стеклования поли (алкилметакрилата) зависит как от тактичности, так и от размера алкильных заместителей [25–28], включение производных метакрилата с различной тактичностью в качестве твердого сегмента в триблок-сополимеры типа ABA может оптимизировать работу состояние в большом диапазоне температур [28]. При использовании полидиенов в качестве эластичной матрицы производные метакрилата инициировались в ТГФ при -78 ° C через дифункциональный полидиен-анион, который был синтезирован в углеводородном растворителе, поскольку анионная полимеризация бутадиена или изопрена в полярных растворителях приводит к менее цис-1,4-микроструктуре. , а значит, резко увеличивает T _g .

        В типичном синтезе всех акриловых ТПЭ, таких как триблок-сополимеры ПММА-поли (н-бутилакрилат) -ПММА, предшественник ПММА-поли (трет-бутилакрилат) -ПММА был сначала синтезирован последовательной анионной полимеризацией ММА, трет-бутилакрилата. бутилакрилат и ММА в ТГФ при -78 ° C. Путем трансалкоголиза с н-бутанолом в качестве предшественника был получен трехблочный сополимер ПММА-поли (н-бутилакрилат) -ПММА с ПММА в качестве жесткого домена и поли (н-бутилакрилатом) (ПнБА) в качестве эластичной матрицы [29, 30 ].

        Полимеризация вышеупомянутых мономеров требует низкой температуры полимеризации в полярном растворителе.Однако анионная полимеризация в промышленных масштабах обычно проводится в углеводородном растворителе при умеренной температуре [18]. Таким образом, полимерная система с высокой T _г , которую можно синтезировать в углеводородном растворителе при умеренной температуре, идеально подходит для крупномасштабного применения. Чтобы следовать этим усилиям, была исследована анионная полимеризация третьей группы мономеров:

        2.1.3. Жесткие сопряженные диеновые мономеры

        Полимер, полученный из жестко сопряженных диеновых мономеров, включает поли (1,3-циклогексадиен) (PCHD) и полибензофульвен (PBF) (таблица 1).Одной из особенностей анионной полимеризации сопряженных диенов является то, что микроструктура получаемого полимера изменяется в зависимости от различных систем инициирования. 1,3-Циклогексадиен продемонстрировал контролируемое поведение анионной полимеризации с тремя различными системами инициирования: н-бутиллитий / тетраметил-этилендиамин (TMEDA), н-бутиллитий / 1,2-диметоксиэтан (DME) или втор-бутиллитий / 1,4-диазабицикло [2.2.2] -октан (DABCO) [31–33]. Получающийся поли (1,3-циклогексадиен) (ПЦГД) содержит 55, 75 и 90% 1,4-присоединения соответственно. T _г с этих полимеров снизилась со 155 до 110 ° C, поскольку процент 1,2-микроструктуры уменьшился. Триблок-сополимер PCHD-PB-PCHD с 30 мас.% PCHD показал предел прочности 10,2 МПа при относительно низкой деформации при разрыве 290% [34]. Это может быть связано с побочными реакциями при анионной полимеризации CHD. При частичном гидрировании ПБ без насыщенного ПЦГД предельное напряжение увеличилось до 14,0 МПа с лучшей деформацией при разрыве 570%, что указывает на более сильное физическое сшивание.Концевой блок PCHD этого триблок-сополимера может полностью гидрироваться в полициклогексилен, полиолефин с T _г при температуре выше 231 ° C [35]. Полностью гидрированные триблок-сополимеры показали напряжение растяжения 10,0 МПа при деформации 600% без разрушения.

        Таблица 1.

        Мономерная и полимерная структура 1,3-циклогексадиена (CHD) и бензофульвена (BF).

        Бензофульвен (BF), полимер из которого был впервые синтезирован Ishizone, является еще одним интересным сопряженным диеновым мономером, который подвергается живой анионной полимеризации как в THF, так и в бензоле [36–39].Полученный PBF имеет T _г при 160 ° C при полимеризации в THF и 145 ° C в бензоле. Относительно высокое значение T _г и способность синтезировать диблок-сополимер PBF-PI в углеводородном растворителе при комнатной температуре делают бензофульвен идеальным кандидатом для получения высокотемпературного термопластичного эластомера.

        Используя бифункциональный литиевый анионный инициатор, мы синтезировали серьезный трехблочный сополимер PBF-PI-PBF (FIF) путем последовательной живой анионной полимеризации с 14, 22 и 31 об.% PBF [39].При динамическом механическом анализе (рис. 2а) все образцы показали два T _г с, соответственно, при -56 ° C для PI и 145 ° C для PBF. Для FIF с 14 об.% PBF полимер продемонстрировал деформацию 1390% при разрыве с предельным напряжением 14,3 МПа (рисунок 2b). Эти механические свойства не уступают Kraton D1112P [40], широко используемому коммерческому термопластическому эластомеру типа триблок-сополимера SIS.

        Рис. 2.

        (a) Динамический механический анализ FIF, (b) испытание на растяжение FIF.(Перепечатано с разрешения [40]. Авторское право Американского химического общества, 2016 г.).

        Еще одна интересная особенность BF заключается в том, что при использовании другой добавки или растворителя во время полимеризации микроструктура полученного полимера может быть изменена от 24% (бензол в качестве растворителя), 41% (THF в качестве растворителя) до 98%. (1,2-диметоксиэтан в качестве добавки и бензол в качестве растворителя). T _г PBF с этими тремя полимерами линейно увеличивается со 152, 162 до 199 ° C по мере увеличения процентного содержания 1,2-добавления.Такие свойства открывают новые возможности для получения ТПЭ с регулируемой верхней температурой эксплуатации. Химические структуры и T _г s вышеупомянутых жестких и мягких компонентов суммированы в таблице 2.

        Таблица 2.

        Жесткие и мягкие сегменты TPE-типа ABA, синтезированных анионной полимеризацией.

        2.2. Блок-сополимеры, синтезированные катионной полимеризацией

        Поскольку PI или PB в основном использовались в качестве эластичных доменов для TPEs, синтезированных живой анионной полимеризацией, плохая устойчивость к УФ / окислению может стать другой проблемой для PI или PB, содержащих TPE.Возрождение живой катионной полимеризации [12] продвинуло множество исследований в направлении создания ТПЭ с лучшей устойчивостью к ультрафиолету / окислению и более высоким UST за счет использования изобутилена в качестве эластичного блока. Многие катионно синтезированные TPE используют полиизобутилен (PIB) в качестве эластичного среднего блока из-за его мягкости и химической стойкости. Триблок-сополимер ПС-ПИБ-ПС, полученный последовательной живой катионной полимеризацией через дифункциональный инициатор, показал предел прочности при растяжении 26 МПа, что было конкурентоспособным с коммерческими ТПЭ Kraton SIS [41, 42].

        Еще одна особенность, которая отличает катионную полимеризацию от анионной полимеризации, – это способность контролировать полимеризацию мономеров с высоким содержанием T _г , таких как п-хлорстирол (pCS) [43], инден (ID) [44] и аценафтилен ( ACP) [44, 45]. Триблок-сополимеры с использованием PpCS ( T _г ~ 129 ° C), PID ( T _г ~ 225 ° C) или PACP ( T _г ~ 250 ° C) в качестве жесткого сегмента и ПИБ в качестве мягкого сегмента были успешно получены катионной полимеризацией и показали поведение при напряжении и деформации, аналогичное типичным TPE.Обратите внимание, что PpCS – это полярный полимер, устойчивый к погодным условиям и огнестойкости. Инден потенциально является очень экономичным мономером для высокотемпературных применений.

        2.3. Блок-сополимеры, синтезированные полимеризацией с переэтерификацией с раскрытием цикла

        Поли (лактид) (PLA, T _г ~ 60 ° C) представляет собой аморфный биоразлагаемый полимер, синтезируемый полимеризацией с переэтерификацией с раскрытием цикла (ROTEP) из рацемических D, L- лактид, тогда как изотактический поли (L-лактид) (PLLA) и поли (D-лактид) (PDLA) являются полукристаллическими полимерами ( T _m ~ 170 ° C).Смеси PLLA и PDLA могут образовывать стереокомплексные кристаллы, которые дополнительно улучшают химическую стойкость при более высокой температуре плавления ( T _m ~ 203 ° C) [46]. Получение полимеров из возобновляемых природных ресурсов, а не из нефти, было постоянной целью химиков на протяжении многих десятилетий. Мономеры, включая 3-гидроксибутират (HA), ментид (MD), 6-метил-ε-капролактон (MCL), ε-капролактон (CL), β-метил-δ-валеролактон (MCL) и ε-декалактон (DL). потенциально может быть произведено из устойчивых ресурсов [47].Эти мономеры подвергаются трансэтерификационной полимеризации с раскрытием цикла (ROTEP), давая биоразлагаемые эластичные полимеры [48, 49].

        Поскольку ROTEP генерировал полимеры с гидроксильными функциональными группами на обоих концах, полученные полимеры можно было непосредственно использовать в качестве макроинициаторов для полимеризации лактида с получением различных типов биоразлагаемых ТПЭ трехблочного сополимера ABA. Когда поли (3-гидроксибутират) (ПГА) использовался в качестве эластичного блока, ТПЭ имели деформацию при разрыве ниже 200% [50]. При использовании полиметида (PM) в качестве эластичного блока деформация при разрыве была значительно улучшена до 960% по сравнению с системой PHA.Используя диэтиленгликоль в качестве дифункционального инициатора и ZnEt ₂ в качестве катализатора, получали α, ω-функционализированный полиментид (HO-PM-OH) посредством переэтерификационной полимеризации с раскрытием цикла (ROTEP). Этот дифункциональный PM использовали в качестве инициатора для ROTEP (±) -лактида с получением трехблочных сополимеров PLA-PM-PLA, используемых в качестве TPE (рис. 3). Образец PLLA-PM-PLLA (13-33-13) показал деформацию при разрыве 765% с пределом прочности на разрыв 19,5 МПа [51, 52]. С 30 об.% Поли (6-метил-ε-капролактона) (PMCL) в качестве эластичного блока, 1880% деформации при разрыве было достигнуто с 10.Предел прочности 2 МПа [53].

        Рисунок 3.

        ROTEP для синтеза PLA-PM-PLA. (Перепечатано с разрешения [49]. Авторское право Американского химического общества, 2014 г.).

        2.4. Блок-сополимеры, полученные с помощью контролируемой радикальной полимеризации

        Начиная с конца 1990-х годов, огромный прогресс был достигнут в области контролируемой радикальной полимеризации, такой как радикальная полимеризация с переносом атома (ATRP) [13, 54], полимеризация с обратимой аддитивной фрагментацией и передачей цепи (RAFT) [15, 55] и нитроксид-опосредованная радикальная полимеризация (NMRP) [16].Эти методы открывают различные возможности для получения функционализированных полимеров с предсказуемой молекулярной массой, узким молекулярно-массовым распределением и сложной макромолекулярной архитектурой [56]. Контролируемая полимеризация была достигнута для многих мономеров, таких как акрилонитрил [57], акриламид [58] и виниламид [59], которые нельзя контролировать с помощью анионных или катионных механизмов.

        Многие блочные, звездчатые, привитые и щеточные полимеры с различными функциональными возможностями были получены ATRP [60].Однако блок-сополимеры типа ABA, синтезированные с помощью ATRP, получили ограниченный успех для приложений TPE в основном по двум причинам: (1) относительно широкое распространение жесткого блока снижает силу разделения фаз и (2) неизбежная смесь диблок-сополимеров в триблок-сополимерах. действует как пластификатор, уменьшающий границу раздела фаз [25, 30]. Для трехблочных сополимеров ПММА-ПнБА-ПММА, полученных с помощью ATRP, наблюдались значительно более низкие растягивающие напряжения и деформации по сравнению с триблок-сополимерами, полученными анионной полимеризацией с последующим трансалкоголизом [30].Сополимеризация метилметакрилата с α-метилен-γ-бутиролактоном в виде стекловидного блока была необходима для улучшения свойств растяжения триблок-сополимеров с поли (н-бутилакрилатом) в качестве эластичного блока [58]. Однако предельное напряжение все еще было ниже 3,2 МПа при деформации при разрыве 650%.

        Поли [2,5-бис [(н-гексогикарбонил)] стирол] (PMPCS) представляет собой жидкокристаллический полимер с мезогеновой оболочкой с T _г при температуре около 120 ° C. В качестве нового типа TPE стержень-катушка-стержень на основе PMPCS и PnBA испытания на растяжение показали деформацию 1050% при разрыве с 3.Предел прочности 2 МПа [61]. Поли2,5-бис [(н-гексогикарбонил)] стирол (PHCS) представляет собой аморфный полимер с T _г примерно -10 ° C из-за замещения длинноцепочечного алкила в положениях 2 и 5 стирол (рисунок 4). Поли (4-винилпиридин) (P4VP) представляет собой полимер с высоким содержанием T _г , который может образовывать комплекс с Zn ²⁺ . Настройка механических свойств, температуры стеклования и морфологии ТПЭ на основе P4VP-PHCS-P4VP была достигнута путем добавления различных количеств Zn (ClO ₄ ) ₂ [62].

        Рисунок 4.

        Химическая структура P4VP-PHCS-P4VP.

        Чтобы минимизировать нежелательные реакции передачи и обрыва цепи, контролируемая радикальная полимеризация должна поддерживать очень низкую концентрацию радикалов. Это увеличивает время реакции по сравнению с обычной свободнорадикальной и ионной полимеризацией [63]. Эффект радикальной сегрегации, вносимый (мини) эмульсионной полимеризацией в гетерогенной системе, с другой стороны, сокращает время реакции и подавляет обрыв радикалов [64, 65].Комбинируя эмульсионную полимеризацию с ОПЦ, триблок-сополимеры ПС-ПнБА-ПС с разной молекулярной массой и составом были получены за более короткое время реакции [66]. При изменении процентного содержания полистирола от 20,2 до 71,5% предел прочности при растяжении находился в диапазоне от 3,0 до 12,5 МПа, а деформация при разрыве находилась в диапазоне от 90 до 1300%. Было также обнаружено, что при использовании поли [стирол-альт- (малеинового ангидрида)] (ПСМ) в качестве агента передачи макроцепи при эмульсионной полимеризации для ПС-ПнБА-ПС [67] предел прочности увеличивается, тогда как деформация при разрыве уменьшается по мере увеличения процента PSM.Другой ТПЭ на основе ПС и поли (лаурилакрилата) был получен методом ОПЦ полимеризации в растворе [68]. Предельное напряжение было ниже 1 МПа, а деформация при разрыве была ниже 280%. Интересный триблок-сополимер ABA был получен путем RAFT-полимеризации на основе P4VP в качестве жесткого сегмента и статистического сополимера PnBA и поли (акриламида) (PAM) в качестве эластичного блока. Фрагмент PAM в среднем блоке сшивает эластичный домен за счет ассоциации с водородными связями [69].

        3. ТПЭ типа привитых сополимеров

        Привитые сополимеры, являясь важным классом коммерческих полимерных материалов, состоят из основной цепи полимера с прикрепленными к нему боковыми цепями полимера.Привитые полимеры могут быть получены с помощью трех стратегий: (1) «прививка на», когда и основная цепь полимера, и боковая цепь предварительно синтезируются, а затем через конечные функциональные возможности боковой цепи и внутрицепочечные функциональные группы на основной цепи боковые цепи прививаются на полимерные основы. (2) «Прививка из», где многофункциональные полимерные основы служат макроинициатором и инициируют полимеризацию мономеров боковых цепей для прививки от основной цепи. (3) «Привитые через» или «макромономерные подходы», когда синтезируются боковые цепи полимера, имеющие полимеризуемую концевую группу, и эти макромономеры впоследствии полимеризуются с образованием основной цепи, создающей привитой полимер [70–73].

        Используя анионную полимеризацию с последующей поликонденсацией, Мэйс и его коллеги получили серию привитых сополимеров с правильно расположенными трифункциональными, тетрафункциональными и гексафункциональными точками соединения, где PI был основной цепью, а PS был боковой цепью [74, 75]. Связь структура-свойство этих привитых сополимеров была выяснена путем характеристики морфологии [76, 77] и механических свойств [78–80] привитых полимеров с различным составом (14–23 об.% ПС) и архитектурой (трифункциональной, тетрафункциональной и гексафункциональной). точки соединения).Согласно их исследованиям, мультипривитые полимеры с тетрафункциональными точками соединения показали 1550% -ную деформацию при разрыве, что на 500% выше, чем у коммерческого продукта Kraton 1102. Эта сверхэластичность является следствием наличия основной цепи PI, закрепленной множеством физических поперечных связей PS (рис. 5). И тетра-, и гексафункциональные мульти-графт-полимеры показали более высокую эластичность, чем коммерческие TPE, такие как Kraton или Styroflex. Полимеры с большей функциональностью в одной точке соединения имели более высокое напряжение при растяжении и модуль упругости.

        Рис. 5.

        (a) Мультипривитые сополимеры на основе основной цепи PI и ответвлений PS. (Перепечатано с разрешения [75]. Авторское право Американского химического общества, 2002 г.) (b) Конформация цепи мультипривитых сополимеров в микрофазно-разделенном состоянии. (Перепечатано с разрешения [78]. Авторское право Американского химического общества, 2001 г.).

        Вдохновленный этой работой, та же группа приготовила привитые полностью акриловые TPE на основе боковой цепи PMMA и основной цепи PnBA [81]. Макромономеры ПММА были синтезированы путем живой анионной полимеризации и сополимеризованы с нБА путем ОПЦ-полимеризации.Подобно другим линейным и звездообразным полностью акриловым TPE, низкий модуль упругости и напряжение были обнаружены в привитых полимерах PnBA-g-PMMA из-за высокой молекулярной массы перепутывания PnBA и фазового смешения между PMMA и PnBA. Чжан и Мэйс дополнительно расширили универсальность архитектуры привитого полимера с помощью экономичного процесса, сочетающего (мини) эмульсионную полимеризацию с анионной полимеризацией или ATRP для получения трифункциональных и тетрафункциональных привитых сополимеров с ПС или ПММА в качестве боковой цепи, а также ПИ или ПНБА в качестве позвоночник [82–85].В типичной процедуре (рис. 6) ПС с концевыми гидроксильными группами (ПС-ОН) сначала получали путем живой анионной полимеризации. Посредством реакции этерификации концевая группа ПС-ОН превращалась в полимеризуемую стирольную группу в качестве макромономера ПС для эмульсионной полимеризации.

        Рис. 6.

        Схема эмульсионной полимеризации до суперэластомеров. (Перепечатано с разрешения [82]. Авторское право Американского химического общества, 2014 г.).

        4. Звездообразно-разветвленные ТПЭ сополимерного типа

        Звездообразно-разветвленные полимеры – это полимеры с более чем двумя ответвлениями, исходящими от одного ядра.Если эти рукава имеют различный химический состав или молекулярную массу, звездообразный полимер называется звездным полимером миктоарм (смешанный). Обычно звездообразные полимеры получают двумя способами: (1) «сначала рукава», когда сначала синтезируются полимерные рукава, которые присоединяются к ядру, украшенному соответствующими реакционными участками. (2) «Сначала ядро», когда полимерные рукава выращиваются из многофункционального инициатора [86, 87].

        Когда более двух диблок-сополимеров PS-b-PI соединены в одном ядре через конец торцевых блоков PI, такие (PS-b-PI) _x звездообразные полимеры демонстрируют механические свойства, аналогичные SIS. линейные триблочные ТПЭ.Используя стратегию связывания дивинилбензола в первую очередь, Би и Феттерс [88] получили звездчатые блок-сополимеры полистирола и полидиена с числом ответвлений до 29. Они обнаружили, что эти звездообразные сополимеры обладают превосходными характеристиками растяжения по сравнению с линейными триблок-сополимерами аналогичного состава. , Повышение прочности на разрыв насыщается, когда количество плеч больше шести. Морфологический анализ показал, что многорычажные звездчатые полимеры имеют меньший размер домена PS по сравнению с линейными полимерами с той же молекулярной массой [89].Таким образом, звездообразные полимеры имели больше конденсированных физических поперечных связей на единицу объема, что объяснялось их более высокой прочностью на разрыв. Другой причиной повышения прочности на разрыв было то, что сердцевина звездообразных полимеров действовала как постоянные поперечные связи из-за ковалентной химической связи. Помимо лучшего растягивающего напряжения звездообразных полимеров, характеристическая вязкость звездообразных полимеров была ниже, чем у их линейных аналогов.

        Подтверждено как экспериментами [90], так и теорией [91], морфологическая зависимость блок-сополимеров может быть отделена от химического состава путем изменения архитектуры цепи.Прогресс в теории самосогласованного поля (SCFT) [92] облегчил возможность разработки TPE на основе нелинейных архитектур, таких как звездчатый полимер Miktoarm, с превосходными механическими свойствами [93]. Для триблок-сополимера SIS более 36 об.% Компонента PS приводит к ламеллярной морфологии, что неблагоприятно для применений TPE [94]. Для звездообразного полимера A (BAʹ) ₄ miktoarm с одним блоком A и четырьмя блоками BAʹ, исходящими из одного ядра, Фредриксон [93, 94] предсказал стабильную морфологию цилиндрической фазы A, гексагонально диспергированной в матрице B с объемной долей Полимер до 70%.Как показано на рисунке 7a, асимметричный звездообразный полимер миктоарм S (ISʹ) ₃ содержит одну длинную цепь PS и три цепи PSʹ-PI, соединяющиеся в одном ядре. Для S (ISʹ) ₃ с 50 об.% ПС наблюдалась стабильная цилиндрическая морфология (рис. 7b), где ламеллярная морфология обычно наблюдалась для триблок-сополимера SIS с таким же составом [94]. Высокая объемная доля ПС позволила этим новым типам ТПЭ с более высоким модулем, прочностной вязкостью и восстанавливаемой эластичностью, в то время как SISʹ с 50 об.% Текучести ПС при низком удлинении указала на его термопластическую природу (рис. 7с).Путем смешивания с гомополимерами PS был получен новый жесткий TPE (модуль упругости 99,2 МПа) с апериодической морфологией мезофазы «кирпичи и строительный раствор» с содержанием PS до 82 мас.% [95]. Используя аналогичный звездчатый полимер миктоарма путем смешивания с PS, Ши обнаружил пластинчатую морфологию с содержанием PS до 97 мас.% [96].

        Рис. 7.

        (a) Структура ТПЭ типа звездообразного сополимера S (ISʹ) 3 миктоарм. (б) ПЭМ звездного сополимера S (ISʹ) 3 миктоарм с 50 об.% ПС. (c) Кривая напряжения-деформации S (ISʹ) 3. (Печатается с разрешения Ref.[94]. Авторское право Американского химического общества, 2014 г.).

        Для стратегии «ядро – прежде всего»: разработка многофункциональных анионных инициаторов получила ограниченный успех, главным образом из-за плохой растворимости таких инициаторов в углеводородных растворителях [97]. Однако возможны многофункциональные инициаторы катионной полимеризации. (PpCS-PIB) ₈ Восемь звёздчатых полимеров с восьмью ветвями были получены через каликсареновое ядро ​​с восемью сайтами инициации [98]. (PMMA-PIB) ₃ Звездообразные полимеры с тремя ответвлениями были получены с использованием трифункционального катионного инициатора с последующим ATRP ММА [99].Для стратегии «сначала рука»: в конце живой катионной полимеризации виниловая функциональность была введена путем реакции живого катиона с аллилтриметилсиланом. Концевая винильная функциональная группа далее реагировала с Si-H на циклосилоксане посредством Pt-катализируемого гидросилилирования и приводила к образованию звездообразных полимеров с разным числом ответвлений на основе разного количества Si-H на циклосилоксане [100–102]. Подобно стратегии связывания дивинилбензола с первым ответвлением для анионной полимеризации, 1,4-циклогександиметанолдивиниловый эфир применялся в качестве сшивающего агента для катионной полимеризации с первым плечом для получения звездообразных полимеров с поли (2-адмантилвиниловым эфиром) в качестве жесткого сегмента и поли (н-бутилвиниловый эфир) как эластичный сегмент [103].

        При использовании трифункционального инициатора ATRP для стратегии «ядро – сначала» для TPE были приготовлены звездообразные полимеры с тремя ответвлениями с ПММА [104], полиакрилонитрилом (PAN) [105] и PS [106] в качестве стекловидного сегмента, PnBA в качестве эластичного сегмента. оценка свойств. В качестве полностью акрилового ТПЭ трехлепестковая звезда (PMMA-PnBA) ₃ с 36% PMMA продемонстрировала предельное напряжение 11 МПа с деформацией при разрыве 545%. (PAN-PnBA) ₃ Звездообразные полимеры показали предел прочности при растяжении от 6,3 до 12,7 МПа, а деформация при разрыве находилась в диапазоне от 382 до 700%.Разделение фаз между PAN и PnBA сохранялось при температуре ниже 250 ° C. При дальнейшем повышении температуры до 280 ° C домен PAN начал химически сшиваться, и модуль упругости этих материалов упал, когда температура приблизилась к 300 ° C. С многофункциональным инициатором ATRP с 10 и 20 сайтами инициации были приготовлены звездчатые полимеры PMBL / PnBA с 10 и 20 ответвлениями для высокотемпературных применений TPE [107]. Максимальное достигнутое предельное напряжение растяжения составило 7,8 МПа.Деформация при разрыве была ниже 140%.

        5. Перспектива

        Последние 60 лет стали свидетелями быстрого развития термопластичных эластомеров – от открытий в лаборатории до широко применяемых товаров, используемых в повседневной жизни. Начиная с двадцать первого века, прогресс, достигнутый в различных методах полимеризации, привел к появлению новых типов TPE с различным химическим составом и макромолекулярной архитектурой. Однако каждый метод полимеризации имеет как достоинства, так и недостатки.

        Стирольные термопластические эластомеры Kraton являются наиболее коммерчески успешными полимерными материалами, синтезируемыми путем живой анионной полимеризации. Недостаток S-TPE очевиден: низкая рабочая температура и плохая стойкость к УФ / окислению. Полностью акриловые TPE показывают лучшую химическую стойкость; однако механические свойства этих материалов намного ниже, чем у S-TPE.

        Катионная полимеризация была использована для получения TPE на основе ПИБ, демонстрирующих более высокую рабочую температуру и лучшую химическую стойкость.Проблема катионной полимеризации заключается в низкой температуре полимеризации, которая не подходит для промышленного применения. Низкая температура полимеризации также ограничивает крупномасштабное производство ТПЭ на основе (метил) акрилата путем анионной полимеризации.

        Переэтерификационная полимеризация с раскрытием кольца позволяет получать биоразлагаемые полимеры из устойчивых ресурсов. Однако для большинства ROTEP, катализируемых металлами, в качестве катализатора требуется токсичное олово. При радикальной полимеризации с переносом атома необходимо снизить концентрацию радикалов, чтобы контролировать полимеризацию.Полимеры, полученные с помощью ATRP, обычно содержат остаточный металлический катализатор. Прекращение реакции при низкой конверсии необходимо для получения блок-полимеров с помощью ATRP.

        Хорошо определенный PI-g- (PS) _n ( n = 1–3) показал отличные механические свойства, конкурентоспособные с продуктами Kraton. Однако эти анионно полученные полимеры требовали трудоемких синтетических процедур. Эмульсионная полимеризация, как один из наиболее подходящих методов полимеризации в промышленности, предлагает множество преимуществ: полимеры с высокой средней молекулярной массой могут быть быстро получены в воде в качестве реакционной среды.Частицы полимеров можно наносить непосредственно на покрытие и окраску без очистки. Недавние исследования с использованием макромономерных подходов к синтезу PI-g-PS путем комбинации анионной полимеризации и эмульсионной полимеризации открывают возможности для получения термопластичных эластомеров с легко регулируемыми механическими свойствами с помощью экономически эффективной стратегии. Однако макромономер ПС был получен анионной полимеризацией. Для живой анионной полимеризации требуется среда, свободная от кислорода и влаги, чтобы сохранить реакционную способность аниона на конце цепи.Если макромономер PS может быть получен с помощью всего процесса эмульсии с более чем одной точкой ветвления в одном и том же макромономере, ждут захватывающие возможности.

        Благодарности

        Эта работа была поддержана Министерством энергетики США, Отделом науки, фундаментальной энергетики, материаловедения и инженерии. Часть синтеза и характеризации была проведена в Центре науки о нанофазных материалах, который является пользовательским учреждением Управления науки Министерства энергетики США.

        .