Дополнительные компоненты полимерных композиций

Полимерные материалы: пластические массы, пленки и во­локна, лаки, компаунды, клеи, герметики, резины и т. д. редко состоят из одного полимера. Для улучшения их функциональных качеств они представляют собою обычно композиции из различ­ных полимерных и неполимерных материалов, модифицирующих их свойства.

Чаще всего такими дополнительными компонентами, содер­жащимися во многих полимерных материалах, являются: стаби­лизаторы, наполнители, пластификаторы, мягчители и смазки, красители, растворители, другие модификаторы (отверждающие агенты, присадки, сообщающие негорючесть, повышенную нагревостойкость и т. п.).

Стабилизаторами называются вещества, добавляемые в большинство полимерных материалов (в количестве порядка десятых долей процента) для предотвращения реакций ста­рения.

Наполнители — это частицы различных материалов, добав­ляемые во многие полимерные композиции для сообщения им специальных свойств (повышения прочности, сообщения магнит­ных свойств, электропроводности, снижения звуко- и теплопро­водности и т. д.) или для их удешевления. Наполнители могут быть газообразными, жидкими и твердыми. Чаще всего их применяют в виде газообразных или твердых включений в полимерную основу.

Порошковые наполнители - древесная мука, окислы (ZnO, Ti0₂, SiO₂), мел, каолин и другие. Они мало препятствуют растеканию пресспорошка в пресс-формах и позволяют получить дешевые изделия сложной конфигурации.

Волокнистые наполнители - хлопчатобумажное, стеклянное, борное волокно, обрезки бумаги и ткани позволяют получать материалы в два и более раза прочнее, чем при порошковых наполнителях.

Особенно высока прочность пластмасс (композиционных ма­териалов) при применении в качестве наполнителей слоистых материалов ткани, шпона или стеклянных, длинных тонких во­локон; волокон бора, графитовых нитей и т. п., уложенных оп­тимальным образом по отношению к действующим нагрузкам. Такие композиционные материалы обладают максимальной удельной прочностью, что значительно выше, чем у многих металлических материалов. Из них готовят напря­женные элементы самолетов и двигателей (корпусы, роторы и лопатки компрессоров, обшивку самолетов и т. д.).

Наполнение резин сажей или металлическими частицами придает им проводящие, а магнитными (например, феррита­ми) — магнитные свойства.

Наполнение газами достигается вспениванием в процессе получения полимеров, введением твердых частиц — порофоров, выделяющих газы при нагреве в размягченный полимер. Иногда вспенивания достигают введением в полимер легкокипящих жидкостей.

Пластификаторы - вещества, добавляемые в полимерные материалы для повышения эластичности и морозостойкости (снижения хрупкости), а также для снижения температуры переработки материалов в изделия. В некоторых случаях, на­пример для эфиров целлюлозы, такая переработка горячим прессованием вообще была бы невозможна, ибо температура разложения непластифицированных продуктов лежит ниже их температуры размягчения.

Смазки, часто вводимые в состав различных полимерных композиций, способствуют отлипу деталей металлического обо­рудования, применяемого при переработке полимерной компо­зиции в изделия. В качестве смазок используют стеарин, стеараты, парафин и другие легкоплавкие вещества.

Красители вводят в полимерные материалы для придания им красивого декоративного вида или в маркировочных целях. Растворимые в полимере красители нередко называются кра­ской, нерастворимые - пигментами.

Другие присадки. В полимерных материалах могут содер­жаться и другие, кроме перечисленных, присадки, придающие материалам специальные качества.

Так, для уменьшения горючести композиций на основе горю­чих полимеров в них вводят 10—20% антипиренов — фосфорно­кислый аммоний, трехокись сурьмы, хлорированный парафин или перхлорвинил и т. п.

Для придания полимерным материалам антисептических свойств и стойкости против действия грибковой плесени и разру­шающего действия насекомых к ним добавляют антисептики, фунгициды и инсектоциды. В качестве таких веществ нередко служат соли ртути и меди, а также другие ядовитые вещества. Эти присадки особенно часто добавляют в краски, изоляцию проводов и другие полимерные материалы, предназначенные для работы в тропическом климате.