ТЕРМОЭЛАСТОПЛАСТЫ
(термопластичные эластомеры), полимерные материалы, обладающие в условиях эксплуатации
высокоэластичными св-вами, характерными для эластомеров, а при повыш. т-рах
обратимо переходящие в пластическое или вязкотекучее состояние и перерабатывающиеся
подобно термопластам (см. Пластические массы); представляют собой
линейные или разветвленные блоксопо-лимеры. По св-вам к Т. близки нек-рые
мех. смеси двух или неск. полимеров с ограниченной совместимостью, термопластичные
резины на основе композиций каучуков и термопластов с частичной или полностью
вулканизованной эластомерной фазой, а также иономеры.
Св-ва Т. обусловлены особенностями
их структуры-образованием двухфазной системы вследствие термодинамич. несовместимости
гомополимеров, образующих жесткие блоки термопласта (напр., полистирола, полиэтилена,
поли-бутилентерефталата и т.п.) и эластичные блоки (напр., полибутадиена, полиизопрена,
полиоксиалкиленгликоля, сополимеров этилена с пропиленом и т. п.) в макромолекуле
Т.
Способные к кристаллизации
или стеклованию жесткие блоки за счет физ. взаимод. образуют домены, распределенные
в матрице гибких блоков и выполняющие роль поли-функцион. узлов (аналогично
поперечным связям в вулканизованном каучуке). Отсутствие хим. связей между цепями
полимеров обусловливает их текучесть при повыш. т-рах и для получения изделий
позволяет использовать литье под давлением, экструзию, вакуумформование, пневмоформо-вание
и т.д. (см. Полимерных материалов переработка).
Получают Т. методами, используемыми
для синтеза полимеров: полимеризацией (радикальной, катионной, анионной), поликонденсацией,
механохим. обработкой смесей полимеров или сочетанием разл. методов. Важнейшие
пром. типы Т.-диенвинилароматические, уретановые, полиэфирные и полиолефиновые
(см. табл.). Получены также полиэфир-полиамидные, силоксановые, галоген- и фосфорсодержащие
и другие Т.
Диенвинилароматические
Т.- блоксополимеры, полученные гл. обр. анионной сополимеризацией винил-ароматич.
(стирол, a-метилстирол) и диеновых (1,3-бутадиен, изопрен, реже пиперилен,
метилметакрилат и др.) углеводородов
в углеводородных р-рителях в присут. ли-тийорг. катализаторов по механизму образования
живущих полимеров (см. Анионная полимеризация). Разветвленные
Т. получают, используя для сшивания живущих двухблочных полимеров полифункцион.
сшивающие агенты.
Содержание стирольных блоков
в Т. (30, 40 или 50% по массе) определяет их деформационно-прочностные характеристики.
С увеличением содержания жестких блоков модуль упругости и прочность возрастают,
а относит. удлинение при разрыве уменьшается. Предельная т-ра эксплуатации Т.
зависит от т-ры стеклования жесткого блока и составляет 70-80 °С для бутадиен-a-метилстирольного
и 40-50 °С для бутадиен- или изопренстирольных Т.
Для повышения хим. стойкости,
термо- и светостойкости в Т. вводят противостарители (напр., 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол),
светостабилизаторы (напр., производные бен-зотриазола), антиозонанты (напр.,
дибутилдитиокарбамат Ni) или химически модифицируют (гидрирование, эпоксиди-рование,
галогенирование, циклизация и т.д.). Многокомпонентные полимерные материалы
с необходимым комплексом св-в на основе Т. получают путем введения наполнителей
и пластификаторов, совмещения их с эластомерами, олигомерами и термопластами.
Диенвинилароматические
Т. применяют в обувной пром-сти, стр-ве (для изготовления герметизирующих мастик
и листов), медицине (упаковочные материалы, перчатки, шприцы), произ-ве РТИ
(в качестве Технол. добавок, для изготовления тканей с термопластичным покрытием,
шлангов, прокладок и т.д.).
Уретановые Т.-блоксополимеры
с чередующимися блоками, состоящими из сегментов сложных или простых полиэфиров
(эластичные) и продуктов взаимод. диизоциа-ната и диола (жесткие блоки). Получают
их методом ступенчатой сополимеризации из алифатич. сложных или простых (полиоксиалкиленгликоли)
полиэфиров с концевыми гидроксильными группами, диизоцианатов (4,4'-дифенил-метандиизоцианат)
и низкомол. диолов (1,2-бутандиол, этиленгликоль и др.).
Осн. характеристики уретановых
Т.-работоспособность при т-рах от — 40 до + 80 °С (нек-рые материалы выдерживают
кратковременное повышение т-ры до 120°С), высокая износостойкость, стойкость
к набуханию в маслах и неполярных р-рителях, атмосферостойкость, высокая радиац.
стойкость. Уретановые Т. отличаются большой упругостью при низких т-рах, высоким
сопротивлением разрыву и раз-диру, хорошими эластичными и амортизирующими св-вами.
Однако для них характерны увеличение хрупкости вследствие высокого теплообразования
при многократных быстро повторяющихся деформациях, выцветание под действием
УФ облучения, плохая стойкость к полярным р-рителям и гидролизу при повыш. т-рах.
На основе полиуретановых
Т. готовят клеи-расплавы, разл. покрытия; их применяют в автомобилестроении
(прокладки, уплотнители, рукава разл. назначения, эластичные элементы для передней
подвески), для дублирования тканей" получения искусственной кожи и т.д.
Полиэфирные Т.-блоксополимеры,
состоящие из чередующихся эластичных блоков полигликоля (полиокситет-раметилен-,
полиоксиэтилен-, полиоксипропиленгликоль) и жестких кристаллизующих блоков продуктов
взаимод. короткоцепных диолов (бутандиол, этиленгликоль) и ди-метилтерефталата.
Св-ва полиэфирных Т. зависят
от кол-ва жестких блоков и могут изменяться в широких пределах. Т. работоспособны
при т-ре от — 50 до +150 °С, характеризуются высокими сопротивлением истиранию
и многократному изгибу, влаго- и газонепроницаемостью, теплостойкостью к гидролизу,
действию топливных смесей и спиртов, но разрушаются под действием горячих конц.
минер. к-т и оснований.
Из полиэфирных Т. получают
пленки, листы, профили, трубки, оболочки для кабелей, детали для автомобилей
и тракторов, конвейерные ленты; из тканей с покрытием из полиэфирных Т. изготовляют
резервуары для хранения топлива, одежду, обувь.
Полиолефиновые Т. включают:
1) ограниченно применяемые блоксополимеры этилена и пропилена, получаемые каталитич.
полимеризацией мономеров (в присут. кат. Циглера - Натты); 2) композиции этиленпропиленового
каучука с полиолефинами - изотактич. полипропиленом, полиэтиленом, их смесями
и блоксополимерами и т.д. Представляют собой двухфазные системы (эластомерная
фаза каучука диспергирована в непрерывной термопластичной матрице) с развитым
межфазным слоем.
Такие Т., наз..термопластичными
резинами (ТПР), получают путем совмещения эластомера и термопласта по технологии,
близкой к произ-ву резиновых смесей. Выпускают ТПР с несшитой, частично или
полностью вулканизованной эластомерной фазой. Для вулканизации используют способ
"динамич. вулканизации", когда сшивание эластомера осуществляется
в процессе смешения компонентов. В качестве вулканизующих агентов применяют
бромфенольные смолы, серу в смеси с ускорителями вулканизации.
Полиолефиновые Т. характеризуются
низкой плотн. (0,85-0,93 г/см3), работоспособностью в широком интервале
т-р (от - 50 до + 125°С); по физ.-мех. св-вам близки к резинам из этиленпропиленовых
каучуков - обладают высокой атмосферо- и износостойкостью, высоким сопротивлением
изгибу, истиранию и раздиру, стойкостью к действию воды, к-т, спиртов, низкомол.
полярных соед., хорошими диэлектрич. и электроизоляц. св-вами.
Используют такие Т. для
изготовления РТИ в автомобильной, тракторной пром-сти, стр-ве, а также изделий
бытового назначения, обуви, оболочек кабеля и др.
Мировое потребление Т.
600 тыс. т/год (1990) при ежегодном приросте ок. 7%.
Лит.: Энциклопедия
полимеров, т. 3, М., 1977, с. 638-41; Ношей А., Мак-Грат Дж., Блок-сополимеры,
пер. с англ., М., 1980; Кресте Э., в кн.: Полимерные смеси, под ред. Д. Пола
и С. Ньюмена, т. 2, М., 1981, с. 312-38; Термоэластопласты, под ред. В.В.Моисеева,
М., 1985; Канаузова А. А., Юмашев М.А., Донцов А. А., Получение термопластичных
резин методом "динамической вулканизации" и их свойства. Обзор,
М., 1985; Handbook of thermoplastic elastomers, ed. by B.M. Walker, N.Y.-L.,
1979. А. А. Канаузова.