Сополимеризацией этилена с акриловой-СН₂=СН−СООН, метакриловой, итаконовой, малеиновой или фумаровой кислотой, а также с моно эфирами двухосновных органических кислот при повышенном давлении (5-300 МПа) в реакторе с мешалкой при температурах 150-300 °С в присутствии инициаторов радикального типа получают сополимеры, со­держащие до 50 % второго компонента и обладающие рядом специфических свойств. Уже небольшое количество введенной метакриловой кислоты (5-10 %) или другого карбоксилсодержащего мономера в ПЭ придает ему прозрачность, по­вышенные стойкость к растрескиванию и прочность при растяжении по сравнению с ПЭНП, более высокую проницаемость к парам воды и кислороду. Нейтрализаци­ей (полной или частичной) таких сополимеров гидроксидами и солями одно-, двух- и трехвалентных металлов удается приготовить сополимеры с улучшенными свой­ствами.

Сополимеры этилена с метакриловой кислотой -CH₂=C(CH₃)COOH (90 : 10) имеют разрушающее на­пряжение при растяжении 30-35 МПа, что значительно превышает аналогичный по­казатель для ПЭНП. Из них изготавливают пленки, трубы, волокна, различные изде­лия методами экструзии и литья под давлением, получают покрытия по бумаге, металлам и тканям.

Модифицирование полиэтилена

Улучшение ряда свойств ПЭ достигается его модификацией.

 Так, повышение хи­мической стойкости и эластичности происходит при хлорировании и сульфохлорировании (действие хлора и сернистого ангидрида) ПЭ. Образующиеся материалы по эластичности приближаются к каучукам. Сульфохлорированный ПЭ, содержащий в цепи заместители в виде атомов хлора и сульфохлоридных групп приобретает также чрезвычайно высокую атмосферо- и озоностойкость.

- СН₂ - СН₂ - СН₂ - СН - СН₂ - СН₂ - СН₂ - СН –

                          ôô

                          ClSO₂C1

Сшивка его (вулканизация) с помощью органических (n-хинондиоксим) или неорганических (оксиды металлов) веществ позволяет значительно увеличить механическую проч­ность и повысить рабочую температуру до 120 °С (кратковременно до 180-200 °С). Повышение эластичности и уменьшение растрескивания достигается совмещением ПЭНП с 35-50 % высокомолекулярного полиизобутилена.

Химическая сшивка цепей ПЭ с помощью пероксидов и облучения быстрыми электронами приводит к улучшению прочности при растяжении и изгибе и значи­тельному повышению морозостойкости (до -100 °С) и теплостойкости. Рабочая тем­пература таких материалов составляет 150-200°С .

Большая жесткость и прочность ПЭ достигается введением в него 10-30 % мине­рального наполнителя (диоксид кремния, тальк, гипс, графит, короткое стеклянное волокно и др.). Введение специальных наполнителей (хлорированный парафин и ок­сид сурьмы и др.) придает ПЭ самозатухаемость при выносе из огня.

В последние годы в различных областях техники все бо­лее широкое применение находят материалы из сшитого полиэтилена. Они превосходят материалы из линейного полиэтилена по механической прочности, морозостойкости, а также стойкости к действию повышенных температур и агрессивных сред. На основе сшитого ПЭ изготовляют изоляционные материалы для проводов, кабелей, различных электротехнических изделий, трубы горячего водоснабжения, а также изделия для хранения и транспортировки агрессивных жидкостей.

Процесс производства силанольно-сшиваемых композиций заключается в прививке молекулы реакционно-способного силана к ПЭ с помощью пероксида в качестве инициа­тора. Эта композиция смешивается с суперконцентратом ка­тализатора и загружается в экструдер для производства трубы. Полученная труба сшивается в горячей водяной бане в тече­ние нескольких часов или сшивается паром.

Таблица 18- Свойства модифицированного ПЭ

* - течение полимера не наблюдается, выдавленный жгут имеет шероховатую неровную поверхность – материал не обладает свойствами термопласта; ** - время выдержки образцов под нагрузкой (образец оборвался между контрольными линиями).

Вопросы для самоконтроля

1. Сополимер этилена с пропиленом

2. Сополимеры этилена с винилацетатомполучают

3. Сополимеры этилена с ненасыщенными карбоновыми кислотами.

4. Сополимер этилена с метакриловой кислотой

5. Сшитый полимер