Полиакриловые и метакриловые сополимеры

1. Полиакрилаты, гомо- и сополимеры

Полиакрилонитрил ПАН (PAN)

Полиакрилонитрил получают полимеризацией акрилонитрила. Основной областью применения - это производство волокон и применение в качестве сополимера со стиролом (АБС, САН) и бутадиеном (нитрильный каучук, полибутадиенакрилонитрил (NRB)). ПАН обладает хорошими барьерными свойствами от проникновения газов. Поскольку чистый ПАН не может быть переработан как термопласт, для получения барьерного слоя в пленках используют сополимеры акрилонитрила.

Полиакрилаты

Гомополимеры эфира акриловой кислоты - это мягкие смолы, проявляющие хорошую стойкость действию света, нагревания и окисления. Они используются для со и термополимеризации с ПС, ПВХ, винилацетатом, акрилонитрилом и акриловыми эфирами благодаря пластифицирующему эффекту, и доступны в твердом виде, в виде раствора, но чаще всего в виде дисперсии. Упруго-эластичные сополимеры используют как основу для изоляции, при содержании акриловой кислоты более 20% они становятся водорастворимыми. Полигидроксиэтиленметакрилат, насыщенный водой примерно на 40%, используется в медицинских целях для получения покрытий и изоляции с регулируемым водопоглощением. Полиакрилаты, растворимые в желудочно-кишечном тракте используют для капсулирования медицинских препаратов. Моно - полимеризация или полимеризация поперечно сшитых двухкомпонентных смол используется для получения лаковых покрытий под действием нагревания или излучения. Твердые модификации полиметакрилатов используют для конечной отделки искусственной кожи. Ненасыщенные алифатические полиуретановые акриловые смолы сшивают пероксидом водорода.

2. Полиметакрилаты, гомо- и сополимеры

Полиметилметакрилат ПММА (РММА)

Химическое строение

ПММА - самая известная марка акриловых полимеров. Полимеризация в массе, эмульсионная или суспензионная, приводят к получению термопластичного материала с высокой молекулярной массой. Полимеризация в массе между стеклянными пластинами или в форме ведет к получению полуфабрикатов, таких как листы, профили, трубы высокой прочности, с высоким модулем эластичности и качеством поверхности. При полимеризации при температуре в качестве инициаторов используют пероксиды, а при полимеризации на холоде применяют пероксиды в сочетании с аминными активаторами либо иные окислительно-восстановительные активирующие системы. Введение полифункциональных компонентов дает в результате полусшитый полимерный материал. Его дальнейшая обработка возможна лишь посредствам термоформования либо механически, из-за очень высокой молекулярной массы. Для получения материала для литья под давлением, мономер полимеризуют в массе в плоских мешках, а затем измельчают. Однородные гранулы получаются при экструзии с последующей грануляцией.

Производители и поставщики Полиметилметакрилата ПММА

Переработка

Полиметилметакрилат льют под давлением и экструдируют, при этом температура расплава составляет порядка 200-230^оС, температура формы - 50-70^оС. ПММА требует обязательной сушки, которую можно осуществлять предварительно, либо непосредственно в экструдере. При печати на поверхности ПММА необходимо удостовериться, что в изделии нет остаточных напряжений, а выбранный тип красящего пигмента не приведет к растрескиванию под нагрузкой. Поверхность ПММА также можно металлизировать (как с предварительной подготовкой поверхности, так и без нее).

Свойства

ПММА - это материал с высокой прочностью, высоким модулем эластичности, хорошей поверхностной прочностью (стойкость к царапанию). Его можно полировать, он атмосферостойкий, стоек к действию к действию слабых кислот и щелочей, неполярных растворителей, жиров, масел и воды. ПММА преимущественно используется в осветительной промышленности благодаря его превосходной светопроницаемости и возможности окрашивания до различной степени насыщения (смотри рис.1 и 2). В таблице 1 приведены свойства различных марок метакриловых полимеров.

Табл. 1. Сравнение свойств метилметакриловых полимеров

Свойства	Единицы измерения	Метилметакриловые полимеры
		PMMA	MBS-HI	MABS	AMMA sheet
ρ	г/см3	1.17-1.19	1,05-1,16	1,07-1,09	1,17
Et	МПа	3100-3300	2000-2800	2000-2200	4500-4800
σy	МПа	-	30-55	40-50	90-100
εy	%	-	2-6	3-5,5	10
εtB	%	-	25-30	20-30	40->50
σ50	МПа	-	-	-	-
σB	МПа	60-75	-	-	-
εB	%	2-6	-	-	-
Tp	оС	-	-	-	-
HDT	оС	75-105	85	90	75
αp	10-5/К	7-8	9	9	6.5-7
αn	10-5/К	-	-	-	-
UL94	Класс	НВ	НВ	НВ	НВ
εr100	-	3,5-3,8	3,0-3,2	2.9-3.2	4.5
tanδ 100	10-3	500-600	270-290	160-200	600
ρe	Ом*м	>1013	>1013	>1013	>1013
σe	Ом	>1013	>1013	>1013	>1013
EBI	кВ/мм	30	25-30	35-40	30
Ww	%	1,7-2,0	0,4-0,6	0.7-1.0	2-2.5
WH	%	0,6	0,2-0,3	0.35	0.7-0.8

Применение

Литье под давлением: трубы/тубы, канализация, стекла, линзы, корпуса, покрытия, оптоволокно, фильтры для определенных длин волн и др. Метод полива: небьющееся стекло, древесная пропитка, дисплеи, искусственная плитка, двухкомпонентные системы для высокопрочных покрытий тротуара, дорожная разметка. Модифицированные, термореактивные, сыпучие и высокоармированные реакционные смолы основанные на метилметакрилате используются в качестве соединения в BMC- и SMC- смол и заготовок, и позволяют получать изделия, стойкие к коррозии, влаге и химическим агентам, с улучшенной стабильностью размеров. Дисперсии смолы с мелкозернистым минеральным наполнителем используется для получения кухонных раковин, водных бассейнов, санитарного оборудования и листы подобные мрамору.



Рис. 1. Спектральный уровень пропускания чистого ПММА (а) и ИК-пропускания ПММА, окрашенного в черный цвет (толщина образца 3 мм)



Рис. 2. Спектральный уровень пропускания чистого ПММА (а), УФ-пропускание чистого ПММА (б), и 2 сорта УФ-поглощающие ПММА (толщина образца 1мм)

Сополимеры метилметакрилата (АММА)

Сополимеры и смеси с метилметакрилатами используются для увеличения теплостойкости, ударной прочности и устойчивости к трещинообразованию.

Переработка

Высокая вязкость расплава и широкий диапазон размягчения делает АММА наиболее подходящим для раздувного и термоформования. Для литья под давлением гранулы должны быть обязательно высушены, а температуры не должны превышать 230^оС

Свойства

Повышенная устойчивость к растворителям, теплостойкость, а при содержании акрилонитрила более 50% и ударная прочность. Поскольку акрилонитрил стремится к образованию кольцевых структур, АММА имеет легкий желтоватый оттенок. Светостабилизация не требуется. Двухосное ориентирование увеличивает на 70% ударную вязкость и стойкость к разрыву. Низкая газопроницаемость полиакрилонитрила определяет рабочие характеристики (привитых-) сополимеров с метакрилатом и стиролом. Эти барьерные пластики содержат до 70% нитрила, а иногда и дополнительные бутадиен-содержащие компоненты. С повышением двухосной ориентации снижается проницаемость и увеличиваются ударная вязкость и трещиностойкость. АММА устойчив к умеренно концентрированным кислотам и щелочам и большинству растворителей. Он набухает в метаноле и кетонах, растворим в диметилформальдегиде и ацетонитриле.

Применение

Упаковка жидких и твердых продуктов, таких как специи, витаминные добавки, супы быстрого приготовления, мясные продукты; автомобильные и косметические средства. В случае упаковки напитков используется многослойная упаковка для предотвращения его контакта с нитрил содержащим пластиком.

Метилметакрилат акрилонитрил бутадиен стирольный сополимер (MABS) и метакрилат бутадиен стирольный сополимер (MBS)

Данные материалы проявляют высокую ударную прочность, чистоту и прозрачность даже при низких температурах. Из-за содержания бутадиена эти полимеры не являются атмосферостойкими, однако они стойкие к действию масел и жиров. Они подходят для стерилизации гамма-излучением

Переработка

Литье под давлением, экструзия, раздувное формование, адгезионное соединение, тепловая сварка, сварка ультразвуковая и трением.

Применение

Бутыли для косметики, распылителей, и чистящих средств, полые технические изделия, медицинские средства, упаковка.