Tworzywa do zadań specjalnych

Polioksyfenylen, zwany również politlenkiem fenylenu (PPO, PPE), jest tworzywem konkurencyjnym dla poliwęglanu, stosowanym do wytwarzania części maszyn i elementów izolacyjno-konstrukcyjnych dla potrzeb elektroniki. W porównaniu z poliwęglanem wykazuje jednak wyższą odporność termiczną (zwłaszcza krótkotrwałą) i lepsze właściwości dielektryczne, a z właściwości mechanicznych gorszą ma tylko udarność, w szczególności udarność z karbem. Politlenek fenylenu wyróżnia duża stałość wymiarów i mała podatność do pełzania pod obciążeniem, dobre właściwości mechaniczne w niskich i wysokich temperaturach oraz wysoka odporność termiczna. PPO cechuje się małą chłonnością wody (0,06% po 24 h), niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej (niewiele ponad dwukrotnie większy niż metali kolorowych), a dodatkowo jest niepalny i nietoksyczny. Tworzywo to pod względem właściwości użytkowych jest konkurencyjne w stosunku do poliwęglanu (PC); ma tylko mniejszą udarność, zwłaszcza z karbem. PPO znalazł zastosowanie do produkcji części w przemyśle motoryzacyjnym i urządzeniach AGD, obwodów drukowanych, przekaźników i przełączników elektrycznych, rur, zaworów i pomp.

Wśród tworzyw konstrukcyjnych znajdziemy również polisulfidy aromatyczne, należące do grupy termostabilnych, chemoodpornych i samogasnących polimerów aromatycznych. Ich najpopularniejszym przedstawicielem jest poli(siarczek fenylenu) (PPS). Poli(siarczek fenylenu), oprócz dobrej stabilności termicznej, charakteryzuje się znaczną odpornością chemiczną (w tym również na silne środki utleniające; rozpuszcza się w kwasie chlorosulfonowym), dość wysoką odpornością UV, ma też bardzo dobre właściwości elektroizolacyjne i dielektryczne oraz jest niepalny (poddany spalaniu nie kapie). W temperaturze 100°C i wyższej (powyżej temperatury zeszklenia) właściwości mechaniczne PPS gwałtownie się pogarszają, a współczynnik liniowej rozszerzalności znacznie wzrasta. PPS charakteryzuje się wysoką udarnością z karbem, niewielką skłonnością do pełzania. Polimer ten spełnia wytyczne FDA oraz EU dotyczące kontaktu z żywnością.

Z kolei poliaryloeterosulfony (PES) cechują się bardzo dobrą wytrzymałością mechaniczną w szerokim zakresie temperatur (od -100°C do +200°C), dużą sztywnością i twardością oraz dobrą stabilnością termiczną w długim okresie użytkowania. PES charakteryzuje wysoka odporność chemiczna i radiacyjna, ognioodporność, przezroczystość, poślizg oraz dobra przetwarzalność. Obecność tlenu w cząsteczce polimeru nadaje PES charakter termoplastu i większą elastyczność, natomiast grupy O=S=O zwiększają termostabilność i odporność na degradację utleniającą. Poliaryloeterosulfony wykazują odporność na rozcieńczone kwasy, alkalia, alkohole i inne alifatyczne rozpuszczalniki i oleje. PES nie są odporne na działanie ketonów, estrów, chlorowanych węglowodorów (chloroformu, chlorku metylenu), gorącej wody, związków aromatycznych i rozpuszczalników o dużej polarności. Znalazły zastosowanie do wyrobu powłok ochronnych, panewek, tulejek, artykułów gospodarstwa domowego, folii kondensatorowej, elementów gaźników, reflektorów lamp, urządzeń medycznych i optycznych, elementów silników samolotowych.

I na koniec polifenylenoeter (PPE), często traktowany jako zamiennik dla metali. Wykonuje się z niego elementy samogasnące oraz pracujące w wysokich temperaturach. Dzięki jego stabilności wymiarowej, z PPE wytwarza się precyzyjne elementy, takie jak np. obudowy maszyn cyfrowych, różnego rodzaju liczniki oraz urządzenia sterylizujące; w branży elektrotechnicznej: korpusy cewek, wtyczki, kanały przewodów; w branży chemicznej np. koła pomp obiegowych, uchwyty elektrod w urządzeniach do elektrolitycznego pozyskiwania cynku. Polifenylenoeter PPE GF30 jest modyfikacją PPE dodatkiem włókna szklanego, które znacznie podnosi parametry wytrzymałościowe polimeru.


shutterstock-140272792
Fot.: Shutterstock

Co nowego w tworzywach konstrukcyjnych?

Na rynku tworzyw sztucznych pojawiło się kilka nowych materiałów tworzywowych oraz wiele ciekawych zastosowań i innowacji technologicznych. Jednym z takich materiałów jest mieszanka politereftalanu butylenu (PBT) i kopolimeru akrylonitryl-styren-akryloester (ASA), zawierająca 30% dodatek włókien szklanych w masie oraz substancje halogenowe opóźniające zapalenie. Atuty tego tworzywa obejmują wyjątkowo niską podatność na odkształcenia, niewielką kurczliwość oraz niezwykle wysoką odporność na zapalenie. Materiał posiada spory potencjał zastosowań w produkcji precyzyjnych elementów wykorzystywanych w systemach akumulatorowych pojazdów elektrycznych i jest zgodny ze standardem bezpieczeństwa przeciwpożarowego UL 94. Inną jego zaletą jest wysoka odporność na prądy pełzające. Tworzywo to powinno znaleźć zastosowanie w produkcji części wymagających wysokiego i jednolitego poziomu izolacji elektrycznej oraz wysokiej stabilności wymiarowej.

Arkusze wykonane z rozciągliwego polimetakrylanu metylu (PMMA) to nowy, innowacyjny wymiar projektowania szyb w samolotach komercyjnych, wojskowych i śmigłowcach. Arkusze PMMA powstałe w wyniku procesu rozciągania oferują znacznie wyższą odporność na uderzenia i większą odporność chemiczną. To sprawia, że materiał jest szczególnie odpowiedni do wymagających zastosowań przemysłu lotniczego. Tworzywo optymalnie łączy wysoką jakość optyczną, niską wagę i odporność na promieniowanie UV oraz warunki pogodowe. Jest to odpowiedź na pojawiający się w projektowaniu trend zwiększania powierzchni okien samolotów.