Question

1. В каких пределах меняется плотность полимерных материалов? Какие измерения нужно провести для определения плотности полимеров?2. Что характеризует тепло – и огнестойкость полимеров?​

Answer 1

Ответ:

Большинство промыш­ленных полимеров — органические вещества, которые при температуре 500 °С воспламеняются и горят (при тепловом импульсе более 0,85 кДж/м2 сгорает все). Горение осущест­вляется в результате воспламенения и горения газообразных продуктов термоокислитель­ного пиролиза и представляют собой непрерывный многостадийный процесс: 1) аккуму­ляция тепловой энергии от источника зажигания, 2) разложение полимера с выделением летучих продуктов пиролиза (в ряде случаев — рекомбинация твердых или жидких про­дуктов разложения в более устойчивые соединения — пиролизованные остатки, в том чис­ле карбонизованные, кокс), 3) воспламенение газообразных веществ, 4) горение газооб­разных веществ и кокса. Суммарная скорость процесса горения определяется наиболее медленной из перечисленных стадий.

Полимеры по своему поведению при горении так же, как и при нагревании в средах с различной концентрацией кислорода, подразделяются на две группы: деструктирующиеся с разрывом связей основной цепи и образованием низкомолекулярных газообразных и жидких продуктов и коксующиеся. Образующиеся низкомолекулярные газообразные и жидкие продукты пиролиза могут быть горючими и негорючими.

Возгорание горючих газообразных продуктов пиролиза происходит при достижении нижнего концентрационного предела воспламенения. Во многих случаях наблюдается разрушение материала и вынос в газовую фазу твердых частиц с горящей поверхности полимера.

Горючесть полимерных материалов, в основном, зависит от соотношения теплоты, выделяемой при сгорании продуктов пиролиза, и теплоты, необходимой для их образования и газификации.

Для снижения горючести полимеров используют: 1) замедление реакций в зоне пиролиза снижением скорости газификации полимера и количества образующихся горючих продуктов; 2) снижение тепло- и массообмена между пламенем и конденсированной фа­зой; 3) ингибирование радикалоцепных процессов в конденсированной фазе при ее на­греве и в пламени. Практически указанные направления реализуются путем использова­ния химически модифицированных полимеров, в том числе с минимальным содержанием водорода в структуре, термоустойчивых (типа полиариленов и полигетероариленов), пу­тем введения в состав полимерного материала минеральных наполнителей, антипиренов, нанесение огнезащитных покрытий, а также комбинацией этих методов.

Answer 2

1. Плотность полимерных материалов может варьироваться в широких пределах, в зависимости от их состава и структуры. Обычно плотность полимеров составляет от 0,8 до 2,2 г/см³. Например, плотность полиэтилена может составлять около 0,9 г/см³, а плотность полиамидов может быть около 1,1-1,2 г/см³.

Для определения плотности полимеров необходимо провести следующие измерения: - Объемный метод: измеряется объем образца полимера с помощью градуированной пробирки или пикнометра, а затем измеряется его масса. Плотность рассчитывается как отношение массы к объему. - Гидростатический метод: образец полимера погружается в жидкость определенной плотности, и измеряется сила плавучести образца. Плотность полимера рассчитывается с использованием закона Архимеда.

2. Тепло- и огнестойкость полимеров характеризуют их способность сохранять свои свойства при воздействии высоких температур и огня.

Теплостойкость определяет, насколько полимер может выдерживать высокие температуры без изменения своей структуры и свойств. Она зависит от температуры плавления полимера, его стекловидного перехода и деградации. Полимеры с высокой теплостойкостью могут использоваться в условиях, требующих высоких рабочих температур.

Огнестойкость определяет способность полимера не воспламеняться и не поддерживать горение. Она зависит от химического состава полимера, его структуры и добавок, используемых для повышения огнестойкости. Огнестойкие полимеры могут быть использованы в строительстве, электронике и других отраслях, где требуется высокая огнестойкость.