Свойства, переработка и применение ПЭТФ

Технические названия некоторых продуктов из ПЭТФ

Дакрон, фортрел, кронар – США;

полен, хостгфан, тревира – ФРГ;

тергаль – Франция;

терленка – Голландия;

лавсан – РФ.

На основе ПЭТФ получают плёнки и волокна. ПЭТФ – вещество белого цвета. Растворяется в фенолах, дифенилоксиде, нитробензоле и некоторых смесях фенола с тетрахлорэтаном или дихлорэтаном и др.

Технический полимер имеет средний молекулярный вес 15000-30000. ПЭТФ имеет t пл.= 255-257⁰С. В твёрдом состоянии может быть аморфным или кристаллическим, в зависимости от условий охлаждения (если быстро охладить – продукт аморфный и прозрачный), t ст.аморфн.= +67⁰С, t ст.кристалл.= +81⁰С. Плотность полимера 1,33г/см³, при 130⁰С - 1,37г/см³, при 170⁰С - 1,40г/см³.

ПЭТФ и изделия него (волокна плёнки) хорошей химической стойкостью к действию HF, фосфорной, муравьиной, уксусной, щавелевой кислот даже при высокой температуре и концентрации. Но HCl, H₂SO₄, HNO₃ разрушают его.. Щёлочи вызывают гидролиз во основном с поверхности. К окислителям устойчив.

Высокая химическая стойкость ПЭТФ обусловлена малой растворимостью и смачиваемостью. ПЭТФ вступает в реакции, свойственные полимерам: фенолиз, ацидолиз, гликолиз при нагревании в растворах.

Высокая температура (285-320⁰С) приводит к деструкции полимера. Выше 280⁰С даже в атмосфере азота происходит отщепление терефталевой кислоты, кислород ускоряет эту реакцию, а вода вызывает мгновенный гидролиз.

Плёнка

Важнейшей областью применения ПЭТФ являются плёнки и волокна. Плёнку получают из ПЭТФ методом экструзии (каландрование – высокая температура и низкая вязкость – не годится, из раствора – нерастворим в большинстве органических растворителях).

Сначала расплавленный и профильтрованный полиэфир выдавливается через длинную узкую щель, а затем быстро охлаждается водой. На этой стадии необходим точный контроль температуры и давления, так как вязкость расплавленного ПЭТФ низкая и составляет 1/5 вязкости расплава полиэтилена.

Экструдированная плёнка ПЭТФ аморфна и прозрачна, имеет блестящую поверхность, но из-за кристаллизации полимера при температуре более 80⁰С становится непрозрачной и хрупкой.

Следующая операция после экструзии – вытяжка, в результате которой происходит кристаллизация полимерных цепей. Плёнка подвергается вытяжке в двух противоположных направлениях. Скорость вытяжки плёнки зависит от температуры вытяжки, увеличиваясь с её повышением.

После вытяжки плёнка подвергается закалке для сохранения её свойств. Обычно, плёнка, нагретая до температуры, превышающей температуру вытяжки, даёт значительную усадку. Для того, чтобы предотвратить усадку, плёнка выдерживается в растянутом состоянии при повышенной температуре в течение определённого времени. В результате образования микрокристаллической структуры и стабилизации молекул плёнка становится стабильной, сохраняет прозрачность и не даёт усадки до температуры закалки, которая лежит обычно между 180⁰С и 210⁰С. Температура закалки не может быть слишком высокой, так как при высоких температурах увеличивается подвижность макромолекул и снижается эффект их ориентации.

Таким образом, процесс получения плёнки из ПЭТФ складывается их трёх стадий:

1.экструзия из расплава и получение аморфной плёнки;

2.плоскостная ориентация;

3.кристаллизация плёнки.

Толщина плёнки из ПЭТФ может быть любой: от 10 мк до 1000 мк. В зависимости от степени ориентации плёнки могут иметь различную прозрачность.

Основные свойства ПЭТФ

Плотность, г/см³ - 1,38-1,39

Температура плавления, ⁰С: 250-255

Показатель преломления, n_D ²⁵ - 1,655

Прочность при растяжении, кгс/см² – 1190-1750

Относительное удлинение при разрыве, % - 70-130

Водопоглощение при 25⁰С – 0,3

за 1 неделю, %

Коэффициент теплопроводности, ккал/м*час*град. – 0,13

Удельное объёмное сопротивление,

Ом*см при 25⁰С - 1*10¹⁵-10¹⁷

при 150⁰С - 1*10¹³

Пробивная напряжённость

для плёнки, толщиной 2мкм при 25⁰С, кв/мм – 4,5

Усадка при 150⁰С,% - 3-5

Одной из важных особенностей ПЭТФ плёнки является сочетание высокой механической прочности с хорошими диэлектрическими свойствами в широком интервале температур. Свойства плёнки практически не изменяются от 20⁰С до 80⁰С, хрупкость не проявляется даже при - 50⁰С, а плёнку можно эксплуатировать до 175⁰С. Такая плёнка представляет интерес для электро- и радиотехники.

Другой отличительной особенностью является высокая термостойкость плёнки: в условиях длительного нагревания (1000 часов) при 125⁰С на воздухе прозрачность плёнки снижается всего на 10-15%.

Плёнки применяются в качестве электроизоляционного материала. Благодаря своей прозрачности (пропускает до 90% света видимой части спектра) плёнка применяется для замены стекла в оранжереях и теплицах. Механическая прочность плёнки позволяет использовать её в качестве упаковочного материала. На её основе малогабаритные конденсаторы выдерживают температуру от –60⁰С до 150⁰С.

Поиск по сайту: