Лекция № 8.

Тема: Неметаллические конструкции и специальные материалы.

Пластмассы (пластики) – называются твердые, прочные и упругие материалы, получаемые на основе полимерных соединений.

Для пластмасс характерна простота технологического процесса изготовления изделий, высокая устойчивость к агрессивным средам и атмосферным условиям, низкий удельный вес изделия, высокие диэлектрические и теплоизоляционные свойства. В ряде случаев пластмассы обладают хорошей механической прочностью, антифрикционными свойствами, износостойкостью, коррозийной стойкостью.

Для расширения свойств пластмасс в ее состав вводят наполнители (порошки, волокна, листы и т.д.), пластификаторы (глицерин, парафиновое масло) и другие добавки (стабилизаторы, красители).

Термопластические пластмассы при каждом нагреве размягчаются, переходят в вязкое состояние, а при охлаждении отвердевают. К этим материалам относят полиэтилен, полипропилен, фторопласт – 3, фторопласт – 4, полиметилметакрилат (органическое стекло), поливинилхлорид, полиамиды идр. соед.

Полиэтилен – высокая химическая стойкость, хорошие диэлектические свойства, низкая устойчивость к атмосферным влияниям и к ультразвуковому облучению.

Применение: изготовление труб, емкостей, пленочных материалов, спецодежды.

Способы переработки: литье под давлением, горячее прессование, сварка, склейка, обработка давлением.

Полипропилен – обладает всеми положительными качествами полиэтилена и в меньшей мере его недостатками (низкая морозостойкость). На базе полиэтилена и полипропилена производят сополимеры, сочетающие в себе положительные свойства обоих материалов.

Применение: трубы, арматура, емкостей, насосов, вентиляторов, мелких деталей машин.

С пособы обработки: литье под давлением, склейка, сварка, механическая обработка.

Фторпласт – 3. Высокая химическая стойкость

Фторпласт – 4. Хорошие диэлектические свойства

Применение: химические стойкие детали, волокна пленки, тканевые материалы

Способы переработки: спекание отпрессованных профилей, механическая обработка.

Органическое стекло – низкий удельный вес, отсутствие хрупкости, более высокая светопрозрачность, простая механическая обработка. Недостатком является низкая теплостойкость.

Термореактивные пластмассы при нагреве вначале размягчаются, а затем при определенной температуре переходят в твердое неплавкое и нерастворимое состояние, поэтому они не могут повторно перерабатываться.

В зависимости от характера наполнителя, отверждающие пластмассы подразделяются на пресс-порошки, волокнистые и слоистые пластики.

Из пресс-порошков изготовляют корпуса и крышки приборов, детали предназначенные для работы при повышенных температурах или в условиях высокой влажности, но сравнительно малонагруженные.

Изделия из волокнитов используются для нагруженных деталей, работающих при температурах 100-200⁰С. Волокниты отличаются высокой ударной прочностью. Асбестоволокниты имеют высокие электроизоляционные свойства при повышенных температурах и используются, для изготовления электроизоляционных изделий.

Слоистые пластинки имеют очень широкое применение. Изготовление шлюпок, подшипников, опорных рам и др. изделий.

Кремнийорганические в промышленности используются в качестве амортизаторов, смазочных масел с низкой температурой замерзания. Пластмассы на основе кремнийорганических смол изменяют свои свойства при температурах от -60 до +250⁰С и даже до +550⁰С.

Для получения высокотеплостойких материалов применяются элетроорганические соединения, содержащие фосфор, алюминий и другие сополимеры.

Высокопрочные конструкционные материалы – стеклопласты используются для изготовления направляющих лопаток компрессоров авиационных и реактивных двигателей, корпуса катеров, лодок, труб и емкостей для агрессивных жидкостей. Стеклопластики используются в качестве защитных жаростойких покрытий при температурах до 10000⁰С.

Газонаполненные полимерные материалы (пенопласты) отличаются высокими тепло – и звукоизоляционными свойствами и находят применение в строительстве холодильной и химической техники, в судо – и самолетостроении, а также для изготовления лодок, поплавков и спасательных средств.

Резина компонентами резины является натуральный каучук. Вулканизирующими добавками при производстве резины является сера, металлический натрий и др. элементы. Изменяя количество серы в смеси можно получить резину с различной степенью эластичности. При добавке 2-8% S получают мягкую резину, при 12-20% S – полутвердую и при 25-30% S твердую резину. Для придания резине других свойств в смесь каучука и вулканизатора добавляют специальные добавки.

В зависимости от назначения резины делятся на два вида:

• Резины универсального типа используемые в производстве шин, ремней, рукавов, электроизоляционных изделий, транспортных лент, деталей машиностроения.

• Резины специального типа – масло и нефтестойкие, газонепроницаемые, стойкие против агрессивных сред.

Клеи – коллоидные растворы образующие плотные пленки, хорошо сцепленные с материалами которых склеивают. В состав клея входят полимерные материалы (смолы). Кроме пленкообразующих в состав клеющих материалов входят растворители, пластификаторы, отвердители, катализаторы и наполнители. Прочность склеивания обеспечивается адгезией и колгезией.

Адгезия (схватывание) – результат действия электростатических сил, которые всегда возникают при контакте разнородных сил.

Колгезия – собственная прочность пленки.

Формальдегидные и эпоксидные смолы – склеивание металлов, стеклопластиков, бетона.

Кремний органические соединения – склеивание легированных сталей, титановых сплавов.

Смоляные клеи могут быть термореактивными и термопластичными. Термореактивные, это более прочные и более термостойкие клеи.

Резиновые – пленкообразователем является каучук, отличаются высокой эластичностью и используются для склеивания резины с резиной или резины с металлами и стеклом.

При склеивании теплостойких резин на основе кремнийорганического стекла применяют клеи, в состав которых входят кремнийорганические смолы.