Реферат Поливинилиденфторид
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Семестровая работа
«Поливинилиденфторид»
Волгоград
Содержание
Фторкаучуки. 3
Поливинилиденфторид. 3
Сополимеры поливинилиденфторида. 5
Свойства. 7
Применение. 8
Список использованной литературы: 10
Фторкаучуки
В настоящее время для ряда отраслей народного хозяйства нужны эластомеры, у которых высокие термостойкость и морозостойкость сочетаются с ограниченным набуханием в топливах, маслах и гидравлических жидкостях при сохранении физико-механических свойств в контакте с этими средами при температуре 200—300 °С.
Одним из основных путей получения эластомеров с указанными характеристиками является сополимеризация различных фторолефинов. Молекулярная цепь таких полимеров построена из фторуглеродных звеньев, чередующихся с метиленовыми группами, нарушающими упорядоченность структуры и тем самым уменьшающими кристаллизацию полимера.
К фторкаучукам относятся эластомеры, содержащие в молекулах атомы фтора. Их получают эмульсионной сополимеризацией частично или полностью фторированных диеновых и этиленовых соединений, а также фторированных эфиров акриловой кислоты с инициатором — окислительно-восстановительной системой, содержащей персульфат аммония. Благодаря повышенной энергии связи С—С фторированных углеводородов эти эластомеры отличаются высокой термостойкостью. Наличие полярного атома фтора обеспечивает высокое сопротивление к действию масел, топлив, кислот и других агрессивных сред. Вследствие малого атомарного радиуса фтора (около 1,35 Å) эти каучуки обладают хорошей эластичностью и относительно низкой температурой стеклования (до —40 °С). При высоком содержании фтора они являются негорючими.
С появлением фторсодержащих эластомеров расширилась область применения синтетических каучуков.
Поливинилиденфторид
Поливинилиденфторид (ПВДФ) — полимер винилиденфторида:
~CH2-CF2~
ПВДФ получают радикальной полимеризацией винилиденфторида в присутствии инициаторов. Полимеризацию проводят в растворе в диметилацетамиде, в суспензии, в массе. Выпускается в виде порошка (с размером частиц 2 мкм и 20—200 мкм), гранул, растворов и дисперсий.
Основой наименования марок ПВДФ является обозначение Ф-2. Модифицированный Ф-2М имеет лучшую перерабатываемость. За рубежом ПВДФ имеет названия кайнар (США), KF-полимер (Япония).
Молекулярная масса М превышает 100 тыс. Это кристаллизующийся полимер, его степень кристалличности зависит от режима охлаждения и изменяется от 20 до 65%, соответственно плотность в пределах 1750—1800 кг/м3. Температура плавления составляет 171—180°С, температура стеклования аморфной фазы равна -(33-38)° С. При температуре выше 340° С он разлагается с выделением фтористого водорода с образованием сопряженных двойных связей.
ПВДФ — полярный полимер. Он растворяется в диметилсульфоксиде, диметилацетамиде, диметилформамиде, стоек к кислотам и щелочам. ПВДФ — прочный, твердый теплостойкий материал, лишенный «хладотекучести». Он обладает высокой химической и водостойкостью, радиационностоек, имеет хорошие электроизоляционные и антифрикционные характеристики, морозостоек (-50° С). Является самозатухающим материалом. Ниже приведены некоторые характеристики ПВДФ:
| σр, МПа | 35-45 | ТВ, оС | 140-160 |
| εр, % | 10-300 | ρV, Oм.м | 1011-1013 |
| Α, кДж/м2 | 160-190 | tgδ (при 106 Гц) | 0,015-0,02 |
| НБ, МПА | 130-150 | | |
ПВДФ широко используется в химической и электротехнической промышленности для изготовления антикоррозионных и электроизоляционных покрытий. Он является хорошим электретом, способным сохранять стабильными поверхностные заряды до 6 лет. Используется для изготовления термоусаживаюшихся изоляционных трубок.
Являясь типичным термопластом с низкой вязкостью (ПТР220ос = 0,5÷12 г/10 мин), он может перерабатываться прессованием, литьем под давлением и экструзией. Хорошо сваривается и окрашивается.
Сополимеры поливинилиденфторида
Путем сополимеризации трифторхлорэтилена ClCF=CF2 с фтористым винилиденом CH2=CF2 (2:1) был синтезирован каучук, получивший наименование «эластомер Кель-F». Эластические свойства этот полимер приобретает при введении в структуру пластика метиленовых группировок. Эластомеры Кель-F получают сополимеризацией мономеров в эмульсии в присутствии окислительно-восстановительных систем (активатор сульфат железа). Эластомер Кель-F содержит около 52% фтора; он негорюч. Сырой сополимер имеет белый цвет, полупрозрачен, плотность его 1,85 г/см3, он нетоксичен, стабилен при хранении, растворяется в кетонах, сложных и простых эфирах, предел прочности при разрыве 20—40 кгс/см2, относительное удлинение 600—800% и твердость по Шору 40—45.
Будучи полностью предельным полимером, эластомер Кель-F не вулканизуется при помощи серы и других обычно применяемых вулканизующих агентов. Поэтому для вулканизации используются органические перекиси (перекись бензоила), диизоциа-наты (дифенилметан-4,4'-диизоцианат) и полиамины (гексаметилендиамин или его соли), обеспечивающие быструю вулканизацию смесей.
Вулканизаты из Кель-F сохраняют высокие физико-механические показатели в течение длительного времени при 200 °С и кратковременно при 250 СС и выше, но не обладают высокой морозостойкостью. Малое число связей С-Н в полимере обеспечивает вулканизатам высокую стойкость к продолжительному действию сильных окислителей (дымящая серная или азотная кислота, концентрированная перекись водорода, озон). Вулканизаты Кель-F мало набухают в воде, стойки к действию щелочей, алифатических, ароматических и хлорированных растворителей, нефтяных масел и смазок и т. п.
С
Так же путем сополимеризации трифторхлорэтилена и фтористого винилидена синтезированы фторкаучуки типа Кель-F, а сополимеризацией гексафторпропилена и фтористого винилидена—каучуки типа вайтон. Наряду со стойкостью к действию температур в пределах 200—250 °С в сочетании с бензо-маслостойкостью и устойчивостью к некоторым агрессивным средам эти эластомеры имеют неудовлетворительную морозостойкость.
В нашей стране фторсодержащие каучуки выпускаются под марками СКФ-26 и СКФ-32. Эти фторкаучуки построены в основном из следующих повторяющихся структурных единиц:
для марки СКФ-32
для марки СК.Ф-26
Резины из отечественных фторкаучуков практически не отличаются от резин из каучуков типа вайтон, флюорель и Кель-F.
Свойства
Существенным недостатком резин из фторкаучуков является их низкая морозостойкость. Эластические свойства их сохраняются лишь до температур минус 15 — минус 20°С. Температура хрупкости в зависимости от состава резин и толщины изделий колеблется в пределах от —35 до —55°С.
По теплостойкости резины из фторкаучуков приближаются к резинам на основе полисилоксанов, но значительно превосходят их по прочности, износостойкости и стойкости к различным маслам, бензину и другим органическим растворителям.
Высокая химостойкость фторкаучуков характеризуется следующим примером. Образцы фторкаучука при погружении в дымящую азотную кислоту на 7 суток при 20 °С набухают, но сохраняют эластические свойства. Эластичность сохраняется также и при кипячении образцов в дымящей азотной кислоте в течение нескольких суток, в то время как другие, не содержащие фтора каучуки в этих условиях разрушаются за несколько минут.
Фторкаучуки обладают также высокой стойкостью к окислению и атмосферным воздействиям, невоспламеняемостью, удовлетворительными диэлектрическими свойствами и высокой плотностью. Они менее эластичны, чем все другие синтетические каучуки.
Резины из фторкаучуков склонны к накоплению остаточных деформаций при одновременном воздействии на них высоких температур и нагрузок..
Фторсодержащие каучуки несколько превосходят все другие нефторированные каучуки по стойкости к бензину и различным маслам.
Резины на основе фторкаучука СКФ-32 могут применяться в интервале температур от —30°С до +200 °С, резины на основе СКФ-26 — в интервале от -25СС до +250 СС.
Применение
Области применения резин из фторкаучуков весьма многообразны. Масштабы их использования из года в год возрастают.
Фторкаучуки незаменимы в химической промышленности, в авиационной технике и представляют большой интерес для автомобильной, тракторной, судостроительной и других отраслей промышленности.
Наиболее важные области использования резин на основе фторкаучуков следующие: авиастроение — изготовление уплотнительных деталей в двигателях, а также автомобильная промышленность — изготовление тормозных манжет, сальников и других деталей.
Из резин на основе фторкаучуков могут быть изготовлены термостойкие, антикоррозионные, электроизоляционные, масло-, бензо- и кислотостойкие изделия (рукава, трубки, диафрагмы, уплотнения, прокладки, защитные обувь и одежда, обкладка бензобаков и др.).
Широко используются резины из фторкаучуков для изготовления различных трубопроводов, используемых в авиационной и химической промышленности для транспортирования топлива, нефти и других продуктов.
Резины из СКФ-32 способны длительно сохранять эластические свойства при 200 °С и кратковременно (до 100 ч) при 250 °С. Резины из СКФ-26 могут работать более 2000 ч при 250 °С и до 100—200 ч (в зависимости от рецептуры) при 300 °С.
Резины из фторкаучуков характеризуются отличной стойкостью к действию света, озона и различных условий погоды, а также к действию микроорганизмов. Однако они нестойки к действию горячей и перегретой воды и в этом отношении уступают резинам из других синтетических каучуков — силоксановых, хлоропреновых и бутадиен-нитрильных.
Резины из фторкаучуков не горят и не поддерживают горения. Благодаря наличию атомов фтора эти резины превосходят все другие каучуки по огнестойкости и способности к самозатуханию.
Фторкаучуки находят применение в кабельной промышленности для изготовления электроизоляции кабелей и проводов. Резины из фторкаучуков незаменимы при изготовлении различных эластичных изделий, соприкасающихся с кислотами и другими агрессивными химическими реагентами.
Список использованной литературы:
1. Краткая химическая энциклопедия.- т.4 .- М., Советская энциклопедия, 1965. 1182 с
2. Власов С.В., Основы технологии переработки пластмасс/ С.В. Власов, Э.Л. Калинчев, Л.Б. Кандырин и др.- М.: Химия, 1995. 528 с
3. Литвин О.Б., Основы технологии синтеза каучуков.- М.: Химия, 1972. 527 с
4. Догадкин Б.А., Химия эластомеров.- М.: Химия, 1972.- 392с
