* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

181 ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ—ПО ЛИМЕ РН ЫЕ М А Т Е Р И А Л Ы АРМИРОВАННЫЕ 182 П. в э м у л ь с и и ( э м у л ь с и о н н а я П.) — н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н н ы й п р о м ы ш л е н н ы й способ получения полимеров. В качестве дисперсионной с р е д ы обычно и с п о л ь з у ю т в о д у . М о н о м е р , н е р а с т в о ­ р и м ы й и л и п л о х о р а с т в о р и м ы й в воде, в в о д я т в к о л и ­ честве 30—60 об. % . Д л я с т а б и л и з а ц и и э м у л ь с и и используют мыла (олеаты, пальмитаты, л а у р а т ы щ е л о ч н ы х м е т а л л о в , н а т р и е в ы е соли а р о м а т и ч . и высокомолекулярных ж и р н ы х сульфокислот и др.). П р и достаточно в ы с о к и х к о н ц е н т р а ц и я х м ы л а в вод­ н ы х р - р а х о б р а з у ю т с я мицеллы, с о д е р ж а щ и е в сред­ нем по 100 м о л е к у л э м у л ь г а т о р а . М о н о м е р ч а с т и ч н о р а с т в о р я е т с я в м и ц е л л а х , а частично остается в си­ стеме в виде достаточно к р у п н ы х к а п е л ь (диаметр п о р я д к а 10-* см), с т а б и л и з и р о в а н н ы х э м у л ь г а т о р о м . Ч и с л о м и ц е л л в системе п р и м е р н о в 10 р а з б о л ь ш е , чем ч и с л о к а п е л ь . П. обычно и н и ц и и р у ю т водораст­ воримыми низкотемпературными окислительновосстановительными инициаторами. П. начинается в мицеллах, к-рые вскоре превращаются в частицы п о л и м е р а к о л л о и д н ы х р а з м е р о в , о к р у ж е н н ы е слоем э м у л ь г а т о р а . В д а л ь н е й ш е м П . п р о и с х о д и т на п о в е р х ­ н о с т и этих ч а с т и ц , а, е с л и п о л и м е р р а с т в о р и м в м о н о м е р е , то и в н у т р и н и х . И н и ц и и р о в а н и е осущест­ вляется с поверхности. Количество мономера в поли­ м е р н ы х ч а с т и ц а х н е п р е р ы в н о п о п о л н я е т с я вслед­ ствие д и ф ф у з и и из к а п е л ь . П . в к а п л я х п р и и с п о л ь ­ з о в а н и и и н и ц и а т о р о в , н е р а с т в о р и м ы х в мономере, п р а к т и ч е с к и не п р о и с х о д и т , т а к к а к в н и х отсутствует инициатор, а вероятность столкновения радикала, о б р а з у ю щ е г о с я в водной среде, с к а п л е й г о р а з д о мень­ ш е , чем с м и ц е л л о й . Н а р я д у с и н и ц и а т о р о м в систему в в о д я т р е г у л я т о р ы — б у ф е р н ы е вещества ( б и к а р б о ­ н а т ы , фосфаты, а ц е т а т ы щ е л о ч н ы х металлов) — д л я поддержания постоянного рН среды. При эмульсион­ ной П . п о л и м е р о б р а з у е т с я в виде л а т е к с а с р а з м е р о м частиц порядка Ю см. К п р е и м у щ е с т в а м этого спо­ соба следует отнести л е г к о с т ь т е п л о о т в о д а , а т а к ж е в о з м о ж н о с т ь д о с т и ж е н и я в ы с о к и х скоростей П . п р и низких темп-рах и получения продуктов высокого мол. веса. Н е д о с т а т к и с в я з а н ы г л . обр. с необходимо­ стью о т м ы в а н и я п о л и м е р а от э м у л ь г а т о р а . 8 - 5 с а н г л . , М . , 1953; Ж . В с е с . х и м . о - в а и м . Д . И . М е н д е л е е в а , 1957, 2, № 3, 2 8 0 , Г е й л о р д Н . , М а р к Г . Ф . , Л и н е й н ы е и с т е р е о р е г у л я р н ы е п о л и м е р ы , п е р . с а н г л . , М . , 1962; К о р ­ ш а к В. В . , Общие методы синтеза в ы с о к о м о л е к у л я р н ы х с о е д и н е н и й , М . , 1953; Б а р г Э . И . , Т е х н о л о г и я с и н т е т и ч е ­ с к и х п л а с т и ч е с к и х м а с с , Л . , 1954. В. А. Кабанов. П. в с у с п е н з и и п р о в о д я т , д и с п е р г и р у я моно­ мер в виде к а п е л ь р а з м е р о м п о р я д к а 10~ — Q- CM в н е р а с т в о р я ю щ е й и л и п л о х о р а с т в о р я ю щ е й среде (обычно в воде). К а п л и с т а б и л и з и р у ю т в о д о р а с т в о р и ­ мыми п о л и м е р а м и ( п о л и в и н и л о в ы й с п и р т , ж е л а т и н а ) . В отличие от э м у л ь с и о н н о й П . , п р и с у с п е н з и о н н о й П . используют радикальные инициаторы, растворимые в мономере. П о э т о м у П . в к а ж д о й к а п л е м о ж н о р а с ­ сматривать к а к блочную П. Полимер образуется в виде м е л к и х г р а н у л , п р и г о д н ы х д л я д а л ь н е й ш е й переработки в изделия. Недостаток суспензионной П., к а к и в с л у ч а е э м у л ь с и о н н о й п о л и м е р и з а ц и и , — необ­ ходимость о т м ы в а н и я п о л и м е р а от с т а б и л и з а т о р а . 4 1 В последнее время интенсивно ведутся исследования в области полимеризации в твердой фазе, к о т о р у ю обычно осуществляют, облучая мономеры, охлажденные н и ж е темп-ры п л а в л е н и я , у-лучами, быстрыми электронами, нейтронами и т. п. П . в т в е р д о й ф а з е х а р а к т е р и з у е т с я р я д о м к и н е т и ч . особенностей, к-рые п о к а не п о л у ч и л и и с ч е р п ы в а ю щ е г о о б ъ я с ­ нения. В ряде с л у ч а е в , п о л и м е р и з у я мономеры в твердой фазе, сразу удается получить ориентированные волокнистые струк­ туры из макромолекул (напр., при полимеризации монокри­ сталлов триоксана). Лит.: С т р е п и х е е в А. А . , Д е р е в и ц к а я В. А . , Основы х и м и и высокомолекулярных соединений, М., 1961; К о р ш а к В. В . , Х и м и я в ы с о к о м о л е к у л я р н ы х соединений, М . — Л . , 1950; Л о с е в И. П . , Т р о с т я и с к а я Е . В . , Х и м и я с и н т е т и ч е с к и х п о л и м е р о в , М . , 1964; Б а г д а с а р ь я н X . С . , Т е о р и я р а д и к а л ь н о й п о л и м е р и з а ц и и , М . , 1959; У о л л и н г Ч.,Свободные радикалы в растворе, пер. с англ., М . , 1960; Б е м ф о р д К . [и д р . ] , К и н е т и к а р а д и к а л ь н о й п о л и м е р и з а ц и и в и н и л о в ы х с о е д и н е н и й , п е р . с а н г л . , М . 1961; В и л ь м е й е р Ф., Введение в химию и технологию поли­ м е р о в , п е р . с а н г л . , М . , 1958; В о л о к н а и з с и н т е т и ч е с к и х п о ­ л и м е р о в , п о д р е д . Р . Х и л л а , п е р . с а н г л . , М . , 1957; А л ф р е й Т., Б о р е р Д ж . , М а р к Г., Сополимеризация, пер. } ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ АРМИРОВАН­ Н Ы Е — полимеры, содержащие в качестве упрочня­ ющего э л е м е н т а в о л о к н и с т ы е н а п о л н и т е л и . Б л а г о д а р я армированию удается повысить механич. прочность, ударную вязкость, динамич. выносливость и теплостой­ кость полимеров, снизить их ползучесть. Армируют обычно т р е х м е р н ы е п р а з в е т в л е н н ы е п о л и м е р ы , об­ л а д а ю щ и е в ы с о к о й т е п л о с т о й к о с т ь ю и вместе с т е м большой хрупкостью, а также линейные п о л и м е р ы с невысокой механической прочностью. Армирование феноло-формальдегидных, меламино-формальдегидных и э п о к с и д н ы х смол, н е н а с ы щ е н н ы х гетероцепных полиэфиров, полисилоксанов позволяет улучшить и х м е х а н и ч . х а р а к т е р и с т и к и и особенно у д а р н у ю прочность. Армирование термопластов (фторопластов, поливинилхлорида, полиамидов, полистирола и др.) резко снижает их ползучесть. В качестве армирующих волокнистых наполнителей можно использовать элементарные волокна, пряди, жгуты, нити, ткани различных структур, войлокоподобные м а т е р и а л ы — х о л с т ы , м а т ы . В з а в и с и м о с т и от п р и р о д ы н а п о л н и т е л я р а з л и ч а ю т с л е д у ю щ и е П . м. а.: а с б о п л а с т и к и ( н а п о л н и т е л и — а с б о в о л о к н и с т ы е ма­ т е р и а л ы ) ; д р е в о п л а с т и к и (древесный ш п о н ) ; с т е к л о ­ пластики (стекловолокнистые материалы); пластики н а основе о р г а н и ч . п р и р о д н ы х и с и н т е т и ч . в о л о к н и ­ стых м а т е р и а л о в ; у г л е п л а с т и к и ( о р г а н и ч . в о л о к н а и ткани, подвергнутые термич. обработке в отсутствии воздуха); металлопластики (металлич. волокна). Д л я п о л у ч е н и я достаточно п р о ч н ы х П . м. а. по­ лимер должен хорошо смачивать поверхность арми­ р у ю щ е г о м а т е р и а л а и о б л а д а т ь по о т н о ш е н и ю к н е м у в ы с о к о й а д г е з и е й . С этой ц е л ь ю часто п р и б е г а ю т к специальной термич., термохимич. или химич. обра­ ботке н а п о л н и т е л я . В ы с о к о п р о ч н ы е П . м. а. п о л у ч а ­ ю т с я в том с л у ч а е , если у д л и н е н и е п р и р а з р у ш е н и и полимерного связующего больше или равно удлине­ нию при разрыве армирующего наполнителя; при этом и с п о л ь з у е т с я в с я п р о ч н о с т ь п о с л е д н е г о . Это у с л о в и е с о б л ю д а е т с я д л я стекло- и а с б о п л а с т и к о в и не выдерживается в случае х л о п ч а т о б у м а ж н ы х и синтетич. волокнистых наполнителей и полимерных связующих, имеющих жесткую трехмерную структуру. Армирующий материал должен максимально запол­ н я т ь объем п о л и м е р а ; вместе с тем п о с л е д н и й д о л ж е н п о л н о с т ь ю с м а ч и в а т ь н а п о л н и т е л ь . В этом с л у ч а е обеспечивается перераспределение н а г р у ж е н и я в лю­ бом и з э л е м е н т о в П. м. а. П о л и м е р д о л ж е н т а к ж е о б л а ­ дать высокой когезионной прочностью. Д л я достижер и я н а и б о л ь ш е й ж е с т к о с т и П . м. а. н е о б х о д и м о , чтобы м о д у л ь у п р у г о с т и п о л и м е р а б ы л в о з м о ж н о ближе к модулю упругости армирующего наполнителя. Наибольшей механич. прочностью и жесткостью о б л а д а ю т с т е к л о - и а с б о п л а с т и к и . Эти т е р м о с т о й к и е П. м. а. ш и р о к о п р и м е н я ю т в р а з л и ч н ы х о т р а с л я х техники в качестве конструкционных материалов. П. м. а. н а основе б у м а г и , х л о п ч а т о б у м а ж н ы х т к а н е й и в о л о к о н , с и н т е т и ч . в о л о к н и с т ы х н а п о л н и т е л е й об­ ладают достаточными механич. прочностью, ударной вязкостью и хорошими электроизоляционными свой­ ствами. Углепластики применяют в ракетной и д р у г и х о т р а с л я х т е х н и к и б л а г о д а р я и х способности п р о т и в о ­ с т о я т ь д е й с т в и ю очень в ы с о к и х т е м п - р . Д р е в е с н о слоистые пластики обладают высокой миханич. п р о ч н о с т ь ю , н е б о л ь ш и м о б ъ е м н ы м весом; и х и с п о л ь з у ­ ют в м а ш и н о с т р о е н и и . См. т а к ж е Гетинапс, Древесные пластики, Слоистые пластики, Стеклопластики. Б. А. Киселев.