Plastics_11_2014

w w w . p l a s t i c s . r u 42 ТЕМА НОМЕРА /ЭКСТРУЗИЯ: НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ П Л А С Т И К С № 1 1 ( 1 4 0 ) 2 0 1 4 Moplefan S.p.A. (Италия), Trespaphan GmbH (Германия), Applied Extrusion Technologies, Inc. (США), Futamura (Япония), Radici Film S.p.A. (Италия), Vibac Group (Италия), UCB Films (Бельгия), Thai Film Industries Ltd (Таи- ланд) и другие. Разновидности процессов сшивки Другим способом направленного влияния на свойства пленок является модификация полимеров, из которых они изготавливают- ся, связанная с изменением химического строения молекул и характера связи между ними. Так, с помощью ультрафиолетово- го излучения или радиации в термопластах можно создавать так называемые «сшитые» пространственно-сетчатые структуры. На- пример, сшитый полиэтилен становится более прочным и тугоплавким и способен выдержать более высокую температуру, чем его обычный аналог. Для осуществления процесса сшивки необходимо разорвать некоторые второсте- пенные межатомные связи у каждой цепоч- ки и использовать их затем для соединения цепочек между собой. При воздействии на полиэтилен легче всего разрываются менее прочные химические связи между углеро- дом и водородом. При этом связь углерод- углерод, как более прочная, остается целой, и сама полимерная цепочка при сшивке не повреждается. Для получения сшитого полиэтилена в условиях современного производства выде- ляют два класса технологий сшивки: хими- ческие (пероксидная, силановая) или физи- ческие (радиационная). Принципиальных различий между ними нет: просто в одном случае для разрыва связей задействуется внутренняя химическая энергия веществ, а в другом — энергия заряженных частиц (электронов). В сфере модификации пленок наибольшее распространение имеет радиаци- онный метод, который позволяет существен- но влиять на физико-механические свойства продуктов. При облучении полиэтилена потоком высокоэнергетических заряженных частиц (рентгеновское или гамма-излучение), ге- нерируемых специальным ускорителем, не- которые атомы водорода отщепляются от полимерных цепочек. Свободные связи ато- мов углерода тут же стремятся вновь вступить в реакцию, но уже не с водородом, а друг с другом, образуя между собой дополнитель- нуюпрочную связь, а освободившиеся атомы водорода также взаимодействуют между со- бой, выделяясь в виде молекулярного водо- рода (H 2 ). В результате появляется прочная трехмерная сеть из полимерных цепочек этилена. Процесс пероксидной сшивки полиэти- лена протекает в среде нейтрального газа при помощи пероксидов под давлением 20 атм. и при температуре от 300 до 400°С. Полиэти- лен перед экструдированием расплавляется вместе с антиокислителями и пероксидами. С повышением температуры пероксиды распадаются, образуя радикалы (молекулы со свободной связью). Радикалы пероксидов отрывают у звеньев полиэтилена по одному атому водорода, что приводит к появлению свободной связи у атома углерода. В соседних макромолекулах атомы углерода объединя- ются. В последнее время не менее распростра- ненной стала силановая сшивка полиэтиле- на. При такой сшивке к молекулам полиэти- лена прививаются органофункциональные силаны. Этот способ проводят в условиях окружающей среды или в среде насыщен- ного пара в присутствии оловянных или дру- гих подходящих катализаторов. В отличие от связей C—C, образующихся в результате пероксидного или радиационного метода, силано-сшитые полиолефины связаны мо- стиками Si—O—Si. В большей или меньшей степени метод сшивки применим не только к полиэтилену, но и ко многим другим полимерам: поливи- нилхлориду, полиэтилентерефталату, поли- винилиденфториду, политетрафторэтилену, силикону и другим. После сшивки кроме увеличения тем- пературы плавления материал приобрета- ет еще одно ценное свойство — «память» формы, так как из аморфного куска пласт- массы он превращается в вещество с четкой структурой внутри. При растягивании подо- гретого модифицированного полиэтилена нарушается внутреннее равновесие в его вновь образованных химических связях, что вызывает упругие напряжения в его структуре. После охлаждения полиэтилен застывает, сохраняя свою новую форму. Но лишь только его снова нагреют, полиэти- лен стремится вернуться в первоначальное, равновесное состояние. Таким образом, за счет модифицирова- ния полиэтиленовых пленок с помощью ионизирующих излучений можно получить термоусадочные изделия, а при осуществле- нии дополнительной операции термостаби- лизации— высококачественный пленочный материал с высокой стойкостью и долговеч- ностью в условиях длительного воздействия повышенных температур, нагрузок и агрес- сивных сред.