Раздел 2. Неметаллические материалы

Тема 11. Полимерные материалы.

Вопросы:

1. Общие сведения о пластмассах.

2. Виды пластмасс: термореактивные и термопластичные.

3. Способы получения изделий из пластмасс и их применение.

1. Пластическими массами (пластиками) называют материалы, которые при определённой температуре приобретают пластические свойства, т.е. способность принимать в результате прессования, литья под давлением или других видов обработки необходимую форму и сохранять её.

Пластмассы представляют собой сложные композиции. Смола в них является основной составляющей.

В состав пластмасс входят наполнители, пластификаторы, смазывающие вещества, отвердители, красители и др.

Пластмассы делят на термопластичные и термореактивные.

Термопластичные пластики (термопласты) при нагревании приобретают пластичность, размягчаются и плавятся, а после охлаждения отвердевают. При повторном нагреве они снова приобретают пластичность.

Термореактивные пластики (реактопласты) при нагревании приобретают пластичность, но после охлаждения утрачивают способность вновь размягчаться при повторном нагреве.

2. Термореактивные пластмассы получают на основе фенолформальдегидных, аминоформальдегидных, кремнийорганических смол с различными на­полнителями (порошковыми, волокнистыми, слои­стыми).

Пластмассы с порошковыми наполнителями изго­товляют из органических (древесная мука, порошкооб­разная целлюлоза) и минеральных (молотый кварц, тальк, цемент, графит) порошков.

Из кремнийорганических полимеров можно изготав­ливать контакторы, коллекторы, изоляцию электриче­ских машин. Композиции на основе эпоксидных смол применяют для изготовления различных деталей машин, литейных моделей, а также для восстановления изно­шенных деталей.

Пластмассы с волокнистыми наполнителями: волокниты, асбоволокниты, стекловолокниты.

Волокниты представляют собой материалы с напол­нителями из отходов хлопка, пропитанного фенолфор­мальдегидной смолой.

Асбоволокниты состоят из асбестоволокнистого ми­нерала и фенолформальдегидной смолы. Они имеют высокую теплостойкость и применяются для теплоза­щитных покрытий или в качестве кислотоупорных ма­териалов. Асбоволокниты обладают высокими фрик­ционными свойствами и используются в тормозных устройствах (тормозные колодки, диски, накладки).

Стекловолокниты – это композиции, состоящие из связующего (синтетической смолы) и стекловолокнистого наполнителя. Из стекло-волокнитов можно прес­совать детали сложных форм с металлической армату­рой, изготавливать силовые электротехнические детали, крупно-габаритные изделия простой формы (кузова автомобилей, корпуса приборов).

Слоистые пластмассы изготовляют прессованием пропитанных термореактивными смолами листов бума­ги, тканей и древесного шпона.

Гетинакс – слоистый пластик с бумажной основой. Он подразделяется на электротехнический (для пане­лей, щитков) и декоративный (для облицовки кабин).

Текстолит – слоистый пластик с основой из хлопчатобумажной ткани. Его используют для изготовления зубчатых колес, вкладышей подшипников и др. В зави­симости от назначения текстолит бывает конструкцион­ный, электротехнический и прокладочный.

Древесно-слоистые пластики (ДСП) – на основе дре­весного шпона, их применяют для изготовления зубча­тых колес, подшипников, шкивов, втулок.

Асботекстолит – слоистый пластик на основе асбе­стовой ткани. Это конструкционный, фрикционный и термоизоляционный материал. Из него делают тормоз­ные колодки, фрикционные диски и др.

Стеклотекстолит – слоистый пластик на основе стеклянной ткани. Это электроизоляционный и конст­рукционный материал для изготовления электрических машин, автомобильных кузовов.

Материал СВАМ – стекловолокнистый анизотроп­ный пластик. Он имеет большую прочность и высокую ударную вязкость и используется для силовых изделий.

Термопластичные пластмассы характеризуются вы­сокой ударной вязкостью, водостойкостью и хорошими диэлектрическими свойствами, значительной хладотекучестью и низкой теплостойкостью. Из термопластичных пластмасс наиболее широко применяют полиэтилен, полипропилен, полистирол, органическое стекло, поливинилхлорид, фторопласты и др.

Полиэтилен имеет высокие антикоррозионные и ди­электрические свойства, химически стоек. Его приме­няют для изготовления труб, кранов, контейнеров, ка­белей. Им покрывают металлы для защиты от кор­розии.

Полипропилен – нетоксичный материал, из него из­готавливают различные трубы, детали автомобилей, холодильников, корпуса насосов и др. Пленка из поли­пропилена имеет более высокую прочность и газопро­ницаемость, чем из полиэтилена.

Полистирол по диэлектрическим свойствам близок к полиэтилену. Из полистирола изготавливают детали приборов, холодильником, кожухи, сосуды для воды и химикатов, электроизоляцию.

Поливинилхлорид применяют для изготовления труб, изоляции электрокабелей, для производства лаков, клеев, искусственной кожи.

Органическое стекло (плексиглас) – аморфный тер­мопласт, обладающий высокой прочностью, используется для изготовления подфарников, деталей приборов и аппаратов, оптических линз, молокопроводов и др.

Фторопласты обладают высокими антифрикцион­ными свойствами и теплостойкостью, не растворяются в органических растворителях, имеют хорошие диэлек­трические свойства, используются для изготовления уплотнительных деталей (прокладок, манжет, сальни­ковых набивок), труб, кранов, насосов и др.

Полиформальдегид обладает высокой прочностью м твердостью, стоек к минеральным маслам и бензину, имеет хорошие антифрикционные и диэлектрические свойства.

Полиамиды (капрон, нейлон) имеют низкий коэф­фициент трения и хорошую прирабатываемость, высо­кую прочность, термостойкость, масло- и бензостойкость, хорошие технологические и антикоррозионные свойства. Полиамиды применяют для изготовления де­талей, подвергающихся трению, в качестве прокладоч­ного и уплотнительного материала, для изготовления покрышек, транспортерных лент.

Газонаполненные пластмассы (пенопласты, паропласты) получают на основе синтетических полимеров (поливинилхлорида, полистирола, фенолформальдегидных и других смол) и газообразующих материалов (углекислого аммония, бикарбоната натрия и др.).