ПЛЁНКИ ПОЛИМЕ́РНЫЕ

ПЛЁНКИ ПОЛИМЕ́РНЫЕ, сплош­ные гиб­кие слои по­ли­ме­ров тол­щи­ной, как пра­ви­ло, не бо­лее 0,2–0,3 мм. Впер­вые пром. П. п. бы­ли из­го­тов­ле­ны из нит­ра­тов цел­лю­ло­зы (1850-е гг.) и из вис­ко­зы (цел­ло­фан, 1908) в Ве­ли­ко­бри­та­нии. В 1950-х гг. поя­ви­лись П. п. из син­те­тич. по­ли­ме­ров (в США по­ли­эти­ле­но­вая плён­ка, в Ве­ли­ко­бри­та­нии по­ли­эти­лен­те­реф­та­лат­ная).

Классификация

По хи­мич. при­ро­де осн. по­ли­ме­ра П. п. под­раз­де­ля­ют­ся на из­го­тов­лен­ные из син­те­тич. по­ли­ме­ров (по­лио­ле­фи­нов, по­ли­ви­нил­хло­ри­да, по­ли­сти­ро­ла и др.), из при­род­ных по­ли­ме­ров (напр., же­ла­ти­на, на­ту­раль­но­го кау­чу­ка) и про­дук­тов их хи­мич. мо­ди­фи­ци­ро­ва­ния (эфи­ров цел­лю­ло­зы, по­ли­л­ак­та­тов и т. п.). П. п. мо­гут быть клас­си­фи­ци­ро­ва­ны по ме­то­ду по­лу­че­ния (из рас­т­во­ров, дис­пер­сий, рас­пла­вов, в твёр­дом со­стоя­нии и т. п.); по об­лас­тям при­ме­не­ния (упа­ко­воч­ные, элек­тро­изо­ля­ци­он­ные и т. д.); по сте­пе­ни упо­ря­до­чен­но­сти мо­ле­ку­ляр­ной струк­ту­ры – изо­троп­ные, ани­зо­троп­ные (в т. ч. ори­ен­ти­ро­ван­ные од­но­ос­но и двух­ос­но – би­ак­си­аль­но), аморф­ные, аморф­но-кри­стал­ли­че­ские. П. п. мо­гут быть од­но­слой­ные, слои­стые, ком­би­ни­ро­ван­ные (из мо­но­сло­ёв разл. при­ро­ды), с ла­ко­вым по­кры­ти­ем, с разл. на­пол­ни­те­ля­ми.

Свойства

Важ­ней­шие ви­ды П. п. из­го­тав­ли­ва­ют­ся из по­ли­эти­ле­на (ПЭ) – вы­со­кой (ПЭВП), низ­кой (ПЭНП) плот­но­сти, ли­ней­но­го низ­кой плот­но­сти (ЛПЭНП) (48–50% от об­ще­го объ­ё­ма про­из­во­ди­мой плён­ки); по­ли­про­пи­ле­на (ПП) (18–20%); «жё­ст­ко­го» и «мяг­ко­го» по­ли­ви­нил­хло­ри­да (ПВХ) (10%); по­ли­эти­лен­те­реф­та­ла­та (ПЭТФ), по­ли­сти­ро­лов (ПС), по­ли­ами­дов (ПА), по­ли­кар­бо­на­та (ПК) (сум­мар­но 5–7%), ком­би­на­ции по­ли­ме­ров (8–12%). Осн. фи­зи­ко-ме­ха­нич. свой­ст­ва П. п. мас­со­во­го про­из-ва при­ве­де­ны в таб­ли­це. Мно­гие из П. п. об­ла­да­ют вы­со­ки­ми ди­элек­трич. свой­ст­ва­ми; так, элек­трич. проч­ность (кВ/мм, при 50 Гц) со­став­ля­ет для П. п. из ПЭ, ПС, ПЭТФ, ПК 150–250; для ПВХ 10–30; для ПА 30–70.

Свойства полимерных плёнок

В отд. класс вы­де­ля­ют имею­щие осо­бые свой­ст­ва П. п. из ма­ло­тон­наж­ных по­ли­ме­ров. Напр., вы­со­кая жа­ро- и тер­мо­стой­кость при­су­ща плён­кам, по­лу­чае­мым из по­ли­ими­дов, по­ли­суль­фо­нов, фто­ро­пла­стов (макс. темп-ра экс­плуа­та­ции бо­лее 200 °С). Хруп­кое раз­ру­ше­ние этих плё­нок на­сту­па­ет в ин­тер­ва­ле тем­пе­ра­тур от –100 до –270 °С; элек­трич. проч­ность со­став­ля­ет 100–200 кВ/мм. П. п. на ос­но­ве фто­ро­пла­стов об­ла­да­ют уни­каль­но низ­ким ко­эф. тре­ния. Мно­го­слой­ные плён­ки со­че­та­ют по­лез­ные ка­че­ст­ва со­став­ляю­щих их мо­но­плё­нок. Ме­тал­ли­зи­ро­ван­ные П. п. об­ла­да­ют «барь­ер­ны­ми» свой­ст­ва­ми, бла­го­да­ря ме­тал­лич. по­кры­тию от­ра­жа­ют па­даю­щий свет. Су­ще­ст­вен­но улуч­ша­ет свой­ст­ва П. п. ори­ен­та­ци­он­ная вы­тяж­ка: проч­ность, мо­дуль уп­ру­го­сти воз­рас­та­ют в за­ви­си­мо­сти от сте­пе­ни ори­ен­та­ции в 2–10 раз (при этом тол­щи­на плён­ки мо­жет быть все­го 2–10 мкм). Те­п­ло­вая усад­ка П. п. мо­жет дос­ти­гать 20–75% или быть ме­нее 1–2%. На­пол­нен­ные П. п. име­ют мик­ро­пус­то­ты на гра­ни­це раз­де­ла на­пол­ни­тель – по­ли­мер; в ре­зуль­та­те их плот­ность умень­ша­ет­ся в 1,5–2 раза, а рель­еф ста­но­вит­ся ше­ро­хо­ва­тым, ме­ня­ет­ся про­зрач­ность. В П. п. из ПЭНП, под­верг­ну­тых ра­диаци­он­но­му об­лу­че­нию, фор­ми­ру­ет­ся мо­ле­ку­ляр­ная струк­ту­ра в ви­де ред­кой сет­ки («сши­тые» це­пи ПЭ), и по­сле ори­ен­та­ци­он­ной вы­тяж­ки та­кие плён­ки при­об­ре­та­ют ус­той­чи­вую спо­соб­ность к тер­мо­усад­ке (при 160 °С). Вспе­нен­ные П. п. на ос­но­ве ПЭ, ПС и др. име­ют плот­ность 60–100 кг/м³. Лип­кость П. п. при­да­ёт клее­вой слой на ос­но­ве кау­чу­ков и др. по­ли­ме­ров; в ка­че­ст­ве ос­но­вы при­ме­ня­ют­ся П. п. из ПВХ, ПЭ и др. На ос­но­ве со­по­ли­ме­ров ПВХ, ли­ней­но­го ПЭНП из­го­тав­ли­ва­ют­ся од­но- и двух­слой­ные П. п. с по­вы­шен­ной рас­тя­жи­мо­стью под дей­ст­ви­ем внеш­не­го на­гру­же­ния (рас­тя­жи­мая плён­ка – стретч); на­пря­же­ние «об­тя­ги­ва­ния» плён­кой, напр., упа­ков­ки мо­жет дос­ти­гать 5–10 МПа. Са­мо­раз­ру­шаю­щие­ся под дей­ст­ви­ем фак­то­ров ок­ру­жаю­щей сре­ды (сол­неч­но­го све­та, мик­ро­ор­га­низ­мов, вла­ги, на­гре­ва­ния) П. п. про­из­во­дят из ис­кусств. и хи­ми­че­ски мо­ди­фи­ци­ро­ван­ных по­ли­ме­ров (крах­мал, по­ли­ме­ры мо­лоч­ной ки­сло­ты, хи­то­зан и др.). П. п. с ре­гу­ли­руе­мой элек­тро­провод­но­стью де­ла­ют из по­ли­ме­ров, со­дер­жа­щих разл. на­пол­ни­те­ли (са­жу, гра­фит). П. п. на ос­но­ве ио­но­ме­ров об­ла­да­ют по­вы­шен­ной пла­стич­но­стью, проч­нее плё­нок из ПП и ПЭ, ус­той­чи­вы к дей­ст­вию ма­сел, жи­ров, про­зрач­ны (мут­ность ме­нее 1%), име­ют хо­ро­шие по­ка­за­те­ли для ис­поль­зо­ва­ния в ка­че­ст­ве упа­ков­ки.

Для по­лу­че­ния из­де­лий не­об­хо­ди­мо, что­бы П. п. об­ла­да­ли сле­дую­щи­ми тех­но­ло­гич. свой­ст­ва­ми: со­вмес­ти­мо­стью с кра­си­те­лем и проч­но­стью со­еди­не­ния кра­си­те­лей с по­верх­но­стью П. п. (дос­ти­га­ет­ся в ре­зуль­та­те ак­ти­ва­ции по­верх­но­сти П. п. – дей­ст­ви­ем на по­верх­ность рас­тво­ри­те­ля­ми, пла­ме­нем, элек­трич. раз­ря­дом и др. с по­сле­дую­щим на­не­се­ни­ем кра­си­те­ля); спо­соб­но­стью к со­еди­не­нию П. п. склеи­ва­ни­ем с ис­поль­зо­ва­ни­ем ад­ге­зи­вов или свар­кой – те­п­ло­вой (ПЭНП, ПП и др.), вы­со­ко­час­тот­ной (ПВХ, ПА и др.), ульт­ра­зву­ко­вой (ПС, уда­ро­проч­ный ПС и др.). Боль­шин­ст­во П. п. та­ки­ми свой­ст­ва­ми об­ла­да­ют; ис­клю­че­ние – П. п. из фто­ро­пла­стов, по­ли­ими­дов и др. жа­ро­стой­ких по­ли­ме­ров. При свар­ке П. п. ори­ен­та­ци­он­ной вы­тяж­ки (ПП, ПЭТФ) на­грев в зо­не шва при­во­дит к на­ру­ше­нию ори­ен­та­ции и шов ста­но­вит­ся ме­нее проч­ным. В этом слу­чае ис­поль­зу­ют склеи­ва­ние, то­чеч­ную свар­ку или по­кры­ва­ют по­верх­ность П. п. тон­ким сло­ем плён­ки низ­ко­плав­ко­го по­ли­ме­ра и за­тем про­во­дят свар­ку при бо­лее низ­ких тем­пе­ра­ту­рах. Мож­но при­ме­нять ме­ха­нич. ме­то­ды со­еди­не­ния. Для по­лу­че­ния объ­ём­ных из­де­лий из П. п., напр. тер­мо­фор­мо­ва­ни­ем, не­об­хо­ди­мо, что­бы П. п. об­ла­да­ла дос­та­точ­ной де­фор­ма­ци­он­ной спо­соб­но­стью. Та­ки­ми свой­ст­ва­ми об­ла­да­ют П. п. из ПЭНП, ПС, би­ак­си­аль­но-ори­ен­ти­ро­ван­но­го ПС, ПЭТФ и др.

Промышленные методы получения

П. п. из­го­тав­ли­ва­ют экс­тру­зи­ей рас­пла­ва по­ли­ме­ра (ПЭ, ПП, ПС, ПЭТФ, ПК и др.), по­ли­вом рас­тво­ра (ПВХ, ПЭВП, ПК, по­ли­ими­ды), ка­лан­д­ро­ва­ни­ем (ПВХ, фто­ро­пла­сты), стро­га­ни­ем (фто­ро­пла­сты, ПА), прес­со­ва­ни­ем (осо­бые мар­ки). П. п. под­вер­га­ют до­пол­ни­тель­ной об­ра­бот­ке: ори­ен­та­ции (ПП, ПС, ПЭТФ); тер­мо­фик­са­ции (для кри­стал­ли­за­ции); ори­ен­та­ции в разл. сре­дах (ПЭТФ); ак­ти­ва­ции по­верх­но­сти. П. п. сва­ри­ва­ют, склеи­ва­ют, ок­ра­ши­ва­ют, по­верх­ность плён­ки тек­сту­ри­ру­ют или на­но­сят на неё цвет­ную пе­чать.

В РФ об­щая по­треб­ность в по­ли­мер­ных плён­ках и лис­тах со­став­ля­ет ок. 1100 тыс. т/год, в т. ч. в плё­нках 600–800 тыс. т/год.

Области применения

П. п. (од­но- и мно­го­слой­ные, вспе­нен­ные, ори­ен­ти­ро­ван­ные, уса­доч­ные и рас­тя­жи­мые) при­ме­ня­ют как упа­ко­воч­ный ма­те­ри­ал для жид­ких, твёр­дых и сы­пу­чих то­ва­ров; на эти це­ли рас­хо­ду­ет­ся до 40% все­го ас­сор­ти­мен­та. П. п. ис­поль­зу­ют в с. х-ве – для ук­ры­тия те­п­лиц, фу­ра­жа, уро­жая, в ка­че­ст­ве во­до­не­про­ни­цае­мых сло­ёв при ме­лио­ра­ции и т. д. (ПЭНП, ПЭВП, ПЭТФ, ПВХ, са­же­на­пол­нен­ные ПП); в элек­тро­тех­ни­ке – для изо­ля­ции про­во­дов и ка­бе­лей, об­мо­ток транс­фор­ма­то­ров, в ка­че­ст­ве ди­элек­три­ков для кон­ден­са­то­ров и др. (би­ак­си­аль­но-ори­ен­ти­ро­ван­ные ПС и ПЭТФ, ПК, по­ли­ими­ды, фто­ро­пла­сты); в строи­тель­ст­ве – для во­до- и вла­го­за­щи­ты, как вре­мен­ные ук­ры­тия строя­щих­ся объ­ек­тов, де­ко­ра­тив­ный ма­те­ри­ал и др. (ПЭ, ПВХ, мно­го­слой­ные би­ак­си­аль­но-ори­ен­ти­ро­ван­ные ПЭТФ). П. п. слу­жат ос­но­вой ки­но- и фо­то­плё­нок, све­то­тех­нич. ма­те­риа­лов (би­ак­си­аль­но-ори­ен­ти­ро­ван­ные ПЭТФ и ПК, ок­ра­шен­ный ПЭТФ), маг­нит­ных лент (по­ли­имид­ные), по­ля­рои­дов (про­из­вод­ные цел­лю­ло­зы). Др. важ­ные об­лас­ти ис­поль­зо­ва­ния П. п. – про­из-во син­те­тич. бу­ма­ги (ПЭВП, би­ак­си­аль­но-ори­ен­ти­ро­ван­ные ПП и ПЭТФ с ла­ко­вым по­кры­ти­ем), мем­бран и фильт­ров (би­ак­си­аль­но-ори­ен­ти­ро­ван­ный ПЭТФ, по­ли­ими­ды), меш­ков из ори­ен­ти­ро­ван­ных лен­то­чек (ПП, ПА, ПЭВП).