5. Термо- и реактопласты. Опишите их состав, свойства и область применения в машиностроении.

Пластмассами называют искусственные материалы, получаемые на основе органических полимерных связующих веществ. По характеру связующего вещества пластмассы подразделяют на термопластичные (термопласты), получаемые на основе термопластичных полимеров, и термореактивные (реактопласты), получаемые на основе термореактивных смол.

Термопласты удобны для переработки в изделия, дают незначительную усадку при формировании (1-3%). Материал отличается большой упругостью, малой хрупкостью и способностью к ориентации. Обычно термопласты изготавливают без наполнителя, или с наполнителем в виде минеральных и синтетических волокон (органопласты).

Реактопласты после отверждения и перехода связующего в термостабильное состояние хрупки, часто дают большую усадку (до 10-15%) при их переработке, поэтому в их состав входят усиливающие наполнители.

В основе термопластов лежат полимеры линейной или разветвленной структуры, иногда в состав входят пластификаторы. Рабочая температура термопластов – 60-70С, свыше начинается резкое снижение физико-механических свойств, более теплостойкие структуры – 150-250С, термостойкие – 400-600С. При длительном статическом нагружении появляется вынужденно-эластическая деформация и прочность снижается, более прочными и жесткими являются кристаллические полимеры. Предел прочности термопластов – 10-100Мпа, модуль упругости 1,8-3,5*10в3 Мпа. Они хорошо сопротивляются усталости, их долговечность выше, чем у металлов. Предел выносливости 0,2-0,3 предела прочности. При частотах нагружения свыше 20Гц происходят разогрев иматериала и уменьшение прочности. Термопласты делят на неполярные и полярные. К неполярным относятся полиэтилен, полипропилен, полистирол, фторопласт-4. Полиэтилен применяют для изготовления труб, литых и прессованных несиловых деталей, пленок, он служит покрытием на металлах для защиты от коррозии, влаги, электрического тока. Полипропилен применяют для изготовления труб, конструкционных деталей автомобилей, мотоциклов, холодильников, корпусов насосов, различных емкостей и пр. Из полистирола изготавливают детали для радиотехники, телевидения и приборов, детали машин, сосуды для воды и химикатов, пленки для электроизоляции.

К полярным пластикам относятся фторопласт-3, органическое стекло, поливинилхлорид, полиамиды, полиуретаны, полиэтилентерефталат, поликарбонат, полиарилаты, пентапласт, полиформальдегид. Фторопласт используют как низкочастотный диэлектрик, изготавливают трубы, шланги и пр. Органическое стекло используют в самолетостроении, автомобилестроении – светотехнические детали, оптические линзы и пр.

В реактопластах в качестве связующих веществ применяют термоактивные смолы, в которые иногда вводятся платификаторы, отвердители, ускорители или замедлители, растворители. Смола склеивает как отдельные слои наполнителя, так и элементарные волокна и воспринимает нагрузку одновременно с ними, поэтому связующее вещество после отверждения должно обладать достаточной прочностью на отрыв при расслаивании материала. В производстве смол широко используют фенолоформальдегидные, кремнийорганические, эпоксидные смолы, непредельные полиэфиры и их различные модификации. Важным свойством непредельных полиэфиров и эпоксидных смол является их способность к отверждению не только при повышенной, но и при нормальной температуре без выделения побочных продуктов с минимальной усадкой. В зависимости от формы частиц наполнителя термореактивные пластмассы можно подразделить на следующие группы: порошковые (применяют для изготовления инструментальной оснастки, корпусов приспособлений и др. оснастки), волокнистые (применяют для деталей общего технического азначения – рукоятки, фланцы, направляющие; ) и слоистые (внутренняя облицовка пассажирских кабин самолетов, железнодорожных вагонов, в строительстве и пр.).