Вопрос 3: Пресс-материалы с листовым наполнителем.

Пресс-материалы с листовым наполнителем имеют обычно слоистую структуру, поэтому материалы этого типа называют также слоистыми пластиками. В качестве связующего в производстве слоистых пластиков используют твердые фенолоформаль­дегидные олигомеры резольного типа, водные эмульсии и водно-спиртовые растворы олигомеров.

Наряду с фенолоформальдегидными олигомерами в производстве слоистых пластиков применяют фенолокрезолоформальдегидные олигомеры, особенно в тех случаях, когда к материалам предъявляются повышенный требования в отношении диэлектрических свойств. Для пропитки стеклянной ткани часто используют фенолоформальдегидные олигомеры, совмещенные с поливинилбутиралем. Такие полимеры имеют высокую адгезию к стеклянному волокну.

В качестве наполнителей в слоистых пластиках используют хлопчатобумажные ткани, бумагу, асбестовую, стеклянную ткань, стеклянный и древесный шпон. При этом соответственно получают текстолиты, гетинаксы, асботекстолцты, стеклотекстолиты, стекловолокнистые анизотропные материалы (СВАМ) и древеснослоистые пластики (ДСП).

Слоистые пластики имеют высокие физико-механические показатели, а по механической прочности значительно превосходят все рассмотренные ранее пресс-материалы. Благодаря этому они широко применяются в самых различных отраслях техники, и особенно в радио- и электротехнике, машиностроении, химической промышленности строительстве. Механическая прочность и другие физико-механические показатели слоистых пластиков зависят от вида связующего и его содержания, типа и толщины листов наполнителя, от его удельной прочности в обоих направлениях, способа нанесения связующего и метода переработки пропитанного листового материала.

Текстолиты

Текстолиты - слоистые материалы, получаемые путем прессования уложенной правильными слоями хлопчатобумажной ткани, пропитанной резольными олигомерами или их смесью.

Процесс получения текстолита состоит из стадии подготовки, пропитки и сушки ткани, сборки и прессования пакетов. Подготовка ткани заключается в сшивании отдельных кусков в непрерывное полотно и наматывании рулонов на оправки. Пропитка и сушка проводятся обычно в вертикальных пропиточно-сушильных машинах.

Свойства текстолитов зависят от соотношения олигомера и наполнителя. При одном и том же содержании связующего прочность материала тем больше, чем тоньше ткань. По мере увеличения содержания олигомера сверх определенного предела, необходимого для склеивания листов ткани в монолит, прочность текстолита снижается. Для большинства слоистых пластиков максимальная прочность соответствует содержанию связующего около 30%. Однако в текстолитах содержание связующего значительно выше. Это объясняется тем, что при низком содержании связующего возникает необходимость в увеличении давления при прессовании, ухудшаются водостойкость и химическая стойкость материала. Кроме того, высокое содержание ткани в текстолите приводит к удорожанию материала.

Применяются в электротехнике для изготовления электроизоляционных деталей, пазовых клиньев электрических машин, шкивов деталей радиоаппаратуры, панелей и т.д., благодаря высоким физико-механическим показателям, маслобензостойкости и относительно высокой водостойкости текстолиты широко променяют в машиностроении для изготовления прокладочных колец, шестерен, вкладышей подшипников.

Гетинаксы

Гетинаксы представляют собой пресс-материалы, изготавливаемые из бумаги, пропитанной феноло-, крезоло- или ксиленолоформальдегидными олигомерами или их смесями.

Технологический процесс получения асботекстолитов включает те же стадии, что и производство текстолитов и гетинаксов.

Основная область применения асботекстолитов - тормозные устройства, прокладки, детали турбогенераторов, панели устройств, работающих при низких напряжениях, и различные детали, работающие при повышенных температурах.

Стеклотекстолита

Стеклотекстолиты - слоистые пластики, содержащие в качестве наполнителя стеклянную ткань.

Связующими в стеклотекстолитах являются чаще всего клеи БФ (продукты совмещения фенолоформальдегидных олигомеров с поливинилбутиралем) и ВФТ (продукты совмещения фенолоформальдегидных олигомеров с поливинилформальэтилалем и этиловым эфиром ортокремневой кислоты), которые обладают высокой адгезией к стеклянному волокну.

Технологический процесс получения стеклотекстолитов состоит из тех же стадий, что и производство текстолитов.

Благодаря высоким механическим показателям, небольшой плотности и малой гигроскопичности, а также высокой теплостойкости стеклопластики широко используются в различных областях техники. Успешно конкурируя с такими материалами, как металлы. Стеклотекстолиты поддаются всем основным видам механической обработки и склеиванию. Их используют как конструкционные материалы в самолето- и судостроении, радиотехнике, в качестве теплоизоляционных прокладок в различных узлах для снижения коэффициента теплопередачи. Стеклотекстолиты электротехнического назначения широко применяют в качестве электроизоляционных материалов в различных приборах и электрических машинах.

Стекловолокнистые анизотропные материалы (СВАМ)

Стекловолокнистые анизотропные материалы (СВАМ) - слоистые стеклопластики, изготавливаемые горячим прессованием стеклянного шпона.

Технологический процесс производства СВАМ состоит из получения стеклянного шпона, сборки и прессования пакетов в листы и плиты.

Исходным сырьем для стеклянного шпона служат ориентированные волокна (наполнитель) и модифицированные фенолоформальдегидные олигомеры (связующее). Чаще всего в качестве связующего используют продукты совмещения фенолоформальдегидных олигомеров с поливинилбутиралем (клеиБФ) или с эпоксидными олигомерами.

По сравнению с другими стеклопластиками (стекловолокнитами и стеклотекстолитами) стекловолокнистые анизотропные материалы имеют ряд преимуществ: возможность регулирования прочности стеклопластика в заданных направлениях, более высокую прочность, высокую однородность материала вследствие равномерного распределения стеклянного волокна и связующего, надежную поверхностную защиту волокна от разрушающего действия окружающей среды в момент его вытягивания.

Древеснослоистые пластики

Древеснослоистые пластики (ДСП) представляют собой плиты или тонкие листы, изготавливаемые горячим прессованием лущеного древесного шпона, пропитанного полимерным связующим.

В качестве наполнителя в производстве ДСП используют березовый или буковый шпон. Связующим служат водно-спиртовые растворы феноло- или крезолоформальдегидных олигомеров.

Технологический процесс получения ДСП состоит из подготовки шпона, приготовления связующих и пропиточных растворов, пропитки шпона, его сушки, сборки и прессования пакетов.

Древеснослоистые пластики выпускают различных марок (А, Б, В, Г), различающихся расположением волокон в слоях шпона. ДСП-А имеет параллельное направление волокон во всех слоях шпона или каждые четыре слоя с параллельным направлением волокон чередуются с одним слоем, имеющим направление волокон под углом 20 - 25 °С к смежным слоям. Расположение волокон ДСП-Б - смешанное. Через каждые 5 - 20 слоев с параллельным расположением волокон укладывают один слой шпона под углом 90°. ДСП-В характеризуется перекрестным расположением волокон в смежных слоях шпона; на его основе готовят листовую дельта-древесину. ДСП-Г отличается звездообразным направлением волокон: в смежных слоях они последовательно смещены на угол 30°.

Одним из достоинств ДСП являются, хорошие антифрикционные свойства. В ряде случаев эти пластики с успехом заменяют высокооловянистую бронзу, баббит, текстолит. Химическая стойкость ДСП не очень высока, но значительно выше, чем натуральной древесины.

К недостаткам ДСП следует отнести способность поглощать воду (до 3% при нахождении в воде в течение 1 сут и до 22% за 50 сут) и набухать.

ДСП применяют в качестве конструкционного и антифрикционного материала в судостроении, на железнодорожном транспорте, в машиностроении и электротехнической промышленности. Из них изготавливают вкладыши подшипников, шестерни, фрикционные шкивы, втулки небольшого диаметра и другие изделия.

Билет 8