Свойства ХПЭ с разным содержа­нием хлора

ХПЭ, содержащий до 15 % хлора, не отличается по структуре от исходного ПЭ, сохраняет свойства ПЭ. Однако он прозрачен, превосходит ис­ходный ПЭ по эластичности и адгези­онной способности. Такой ХПЭ выпу­скается в опытном масштабе и реко­мендуется для производства эластичных пленок медицинского, бытового и сель­скохозяйственного назначения, в каче­стве материала для облицовки деталей оборудования текстильной промышлен­ности, а также при изготовлении различных декоративных профилей. ХПЭ, содержащий 16-24 % хлора, является термоэластопластом и также произво­дится в опытном масштабе. Он харак­теризуется высокими относительным уд­линением при разрыве, адгезионной спо­собностью и морозостойкостью; приго­ден для изготовления различных прес­сованных, экструдированных и литьевых изделий (в том числе в сочетании с другими полимерами), а также пище­вых пленок. Введение 15 масс. ч. ХПЭ с содержанием хлора до 22 % улучшает обрабатываемость смесей и повышает прочность связи резин различного на­значения в резинокордной системе при многократном сдвиге.

Кинетика термодеструкции ХПЭ отличается пере­менной скоростью. После 10—20 мин нагрева скорость разложения ХПЭ рез­ко снижается и термодеструкция при заданной температуре прекращается. С увеличением содержания хлора от 24 до 45,2 % начальная скорость дегидро­хлорирования ХПЭ при 120—210 °С возрастает как в инертной, так и в окислительной атмосфере. Прекращение разложения ХПЭ связано с образова­нием пространственно сшитых структур, затрудняющих выделение НСl. Термо­окислительная стабильность ХПЭ при 170 °С зависит от условий и степени хлорирования и типа исходного ПЭ. На­иболее стабилен хлорированный ПЭНД вследствие меньшего содержания ла­бильного третичного хлора. Следует от­метить, что высокой стабильностью обладает ХПЭ, содержащий 10-20 и 60- 70 % хлора.

Для предотвращения дегидрохлори­рования ХПЭ применяются оловоорга­нические соединения, металлические мы­ла, соединения овинца (моноосновный силикат свинца, двухосновный сульфат свинца), красная окись свинца, кальци­нированная окись магния, органофос­фаты, глицидиллаураты, бариево-кад­миевые стабилизаторы, неорганические соли металлов и др. В качестве антиок­сиданта рекомендуется до 0,3 масс. ч. полимеризованного триметилдигидрохинолина. Для термо- и светостабилизации ХПЭ пригодны смеси с серой и оло­восодержащими органическими соеди­нениями, а также смеси алкилиденбисфенолов, эпоксидных смол, третичных или вторичных арил-, алкиларилфосфитов и оксирановых соединений, смесь поливинилфенилакрилатов, эпоксипроиз­водных, защитных восков и магнийдикетоновых соединений. Стой­кость высокохлорированного ХПЭ к термоокислительной деструкции повы­шают с использованием оловоорганических соединений сложного строения или их полисульфидов. Для защиты от УФ-излучения эффективны эпокси-, бор- и оловоорганические соединения, резорциндибензоат и фенилсалицилат. Свето- и атмосферостойкость систем можно повысить при введении бензофеонов и бензотриазолов. Нетоксичные свето- и термостабилизирующие систе­мы содержат соли или органические производные Zn, Cd, Sn, Sb в сочета­нии с соединениями щелочных или ще­лочноземельных металлов и эпоксидны­ми смолами, полиолами, органическими фосфитами, α-фенилдиолами, амино­кротоновыми эфирами, производными тиомочевины, дидианамидами, меламинамн или их смесями. Для улучшения совмещения стабилизаторов с ХПЭ в смеси вводят воски, парафины, поли­этилен, жирные кислоты или их эфиры. Отечественный ХПЭ стабилизиру­ют эпоксидной смолой ЭД-20.

В различных странах в промышленном масштабе изготавли­вают такой ХПЭ на основе ПЭВД, ПЭНД и ПЭСД. Наиболее развито производство эластичных продуктов, ко­торые являются новым типом промыш­ленных крупнотоннажных эластомеров, каучуков и смол.

ХПЭ, ХСПЭ и другие полимеры, мо­дифицированные галоидами, обладают повышенной стойкостью к действию ма­сел, жиров, спиртов, отвечают требова­ниям пищевой промышленности и дей­ствующего в этой области законода­тельства многих стран. В отли­чие от хлоропреновых каучуков и ПВХ хлорированный полиэтилен не содержит вредно действующих на организм чело­века остаточных мономеров.

В нашей стране эластомерный ХПЭ получают методом хлорирования газо­образным хлором ПЭВД или ПЭНД, растворенных в СС1₄.

Отечественный ХПЭ содержит 35—38 % хлора.

Смеси из ХПЭ-каучуков изготовляют­ся и перерабатываются так же, как и сме­си из других каучуков. Вул­канизацию ХПЭ проводят перекисями, β-излучением, окислами металлов, про­изводными силанов, полифункционалъными ароматическими аминами или али­фатическими, хлорнитрозосоединениями, меркаптотриазинами, метакрилатами, меркаптоимидоазолинами, серой и уско­рителями, комплексными соединениями гексаметилфосфорамидов, эфирами метакриловой кислоты, поли­уретанами с концевыми NCO-группами, хелатными комплексами металлов и другими агентами. Для повы­шения скорости и плотности сшивки вводят соагенты - полифункциональные мономеры. Содержание наполнителей состав­ляет 30-200 масс. ч. Большинство типов саж дает хорошее усиление. Некис­лые глины, кремнезем, А1(ОН)з, тальк, каолин, ферриты, карбонат кальция и силикаты кальция наиболее подходят для получения цветных композиций. Пластификаторы повышают морозостой­кость композиций до -60°С; наилуч­шими являются диоктилсебацинат, октилэпокситаллат, диоктилфталат или диоктиладипинат, хлорированные парафи­ны. При введении хлорпарафинов повы­шается огнестойкость композиций.

Вулканизаты ХПЭ превосходят по огнестойкости все другие эластомеры. Резкое повышение огнестойко­сти и снижение дымообразования до­стигнуто при введении в ХПЭ кобаль­товых или марганцевых солей дикарбоновых (или оксикарбоновых) алифатических кислот. Озоностойкость ХПЭ находится на уровне этого пока­зателя для этиленпропиленовых каучу­ков и превосходит озоностойкость бутилкаучука. ХПЭ длительно работоспо­собен при температуре не выше 160 °С и кратковременно — не выше 180 °С. Кроме того, он может выдержать воз­действие нефтяных масел и топлив при температуре не выше 162—176 °С. ХПЭ (с 42 % хлора) более маслобензостоек, чем нитрильный каучук. Оста­точная деформация вулканизатов при сжатии находится на уровне этого показателя для других каучуков; газо­проницаемость - на уровне ХСПЭ и не­опрена, по непроницаемости к сжиженным фреонам ХПЭ превосходит все известные каучуки. Это делает его незаменимым в системах кондициони­рования, охлаждения, в транспортных средствах. Непроницаемость ХПЭ к сжиженным фреонам резко уменьшает­ся при увеличении содержания хлора в полимере. ХПЭ превосходят другие эластомеры по адгезионной способности сырых смесей, разрушающему напряже­нию вулканизатов при растяжении, относительному удлинению при разры­ве, сопротивлению многократному изги­бу, маслостойкости и химической стой­кости. Введение ХПЭ в смеси с другими каучуками улучшает озоно-, масло-, бензо-, термо-огнестойкость, кор­розионную стойкость и адгезионную способность конечных композиций. На основе композиций ХПЭ с раз­личными эластомерами изготавливают негорючие, свето-, озоно-, морозостой­кие покрытия для тентовых материа­лов, выдерживающих температуру до —50 °С. Термопластичные огнестойкие композиции получают смешением ХПЭ (25—50 % хлора) с полуэластичными полиуретанами в присутствии антипире­нов различного строения. Предла­гаются смеси ХПЭ с синтетическими и натуральными каучуками, полихлоропреном, ХСПЭ и др. Следует отметить что на основе смесей ХПЭ в различии от степени хлорирования изготовляют технически ценные материалы, если ХПЭ содержит не более 10—12 % хлора ХПЭ применяют для изоляции кабелей проводов, особенно в тех случаях, ко­да требуются материалы с высокой тепловой, химической стойкостью, стой костью к действию морской воды. Стоимость ХПЭ ниже стоимости хлоропренового и нитрильного каучуков или ХСПЭ.

Эластичные мембраны из ХПЭ, обладающие высокими химической стойкостью, морозо-, био-, теплостойкостью широко используются для обкладки бассейнов, каналов, водоемов, рыбных ферм, при изготовлении резервуаров для хранения воды и химикатов. Здесь ХПЭ с успехом заменяет применявшиеся ранее бетон, асфальт, металлы. ХПЭ оказался наиболее подходящим материалом для изготовления химически стойких прокладок в электролизерах для разложения рассола и диафрагм при электролизе хлоридов щелочных металлов, а также для изготовления гибки крышек электролизеров. На основе ХПЭ, содержащего 40—50 % хлора, получают защитные покрытия для металла, дерева, бетона и других материалов, а также безрулонную кровлю.