Порядок виконання роботи

1. Вивчити теоретичні відомості.

2. Описати методи технологічних випробувань матеріалів.

3. Провести випробування для визначення здатності листового матеріалу товщиною до 2 мм витримувати операції холодного штампування.

4. Провести випробування стрічки на перегин.

Зміст звіту

1. Найменування роботи, мета й устаткування.

2. Основні положення теоретичних відомостей.

3. Схеми випробувань стрічки на здатність до холодного штампування та на перегин.

Контрольні питання

1. Які властивості матеріалів є технологічними?

2. Для чого необхідні технологічні випробування?

3. Які випробування застосовують для матеріалів холодного штампування?

4. Які випробування застосовують для дротів, труб, прутків?

Література: [5 – 8].

Лабораторна робота № 12

Тема. Вивчення термопластичних полімерних матеріалів

Мета: ознайомитися з властивостями та застосуванням термопластів у машинобудуванні.

Устаткування: зразки термопластів.

Короткі теоретичні відомості

Пластмасами (пластиками) називають штучні матеріали, одержувані на основі  органічних полімерних сполучних речовин. Ці матеріали здатні при нагріванні розм'якшуватися, ставати пластичними, і тоді під тиском їм можна надати задану форму, яка потім зберігається. Залежно від природи сполучної речовини перехід відформованої маси у твердий стан відбувається або при подальшому її нагріванні, або при наступному охолодженні.

Склад, класифікація та властивості пластмас.

Обов'язковим компонентом пластмаси є сполучна речовина. Як сполучна для більшості пластмас використовуються синтетичні смоли, рідше  застосовуються ефіри целюлози. Багато пластмас, головним чином  термопластичні, складаються з однієї сполучної речовини, наприклад  поліетилен, органічне скло та ін.

Іншим важливим компонентом пластмас є наповнювач (порошкоподібні, волокнисті та інші речовини як органічного, так і неорганічного походження). Після просочення наповнювача сполучною речовиною отримують напівфабрикат, який спресовується у монолітну масу. Наповнювачі підвищують механічну міцність, знижують усадку при пресуванні і надають матеріалу ті чи інші специфічні властивості (фрикційні, антифрикційні й под.). Для підвищення пластичності у напівфабрикат додають пластифікатори (органічні речовини з високою температурою кипіння і низькою температурою замерзання, наприклад олеїнову кислоту, стеарин, дибутилфталат та ін.). Пластифікатор надає пластмасі еластичність, полегшує її обробку. Нарешті, вихідна композиція може містити отверджувачі (різні аміни) або каталізатори (перекисні сполуки) процесу отвердіння термореактивних сполучних, інгібітори, що оберігають напівфабрикати від їх самовільного твердіння, а також барвники (мінеральні пігменти і спиртові розчини органічних фарб, служать для декоративних цілей).

Властивості пластмасс залежать від складу окремих компонентів, їх поєднання і кількісного співвідношення, що дозволяє змінювати характеристики  пластиків у досить широких межах.

За характером сполучної речовини пластмаси поділяють на термопластичні (термопласти), одержувані на основі термопластичних полімерів, і термореактивні (реактопласти) – на основі термореактивних смол. Термопласти зручні для переробки у вироби, дають незначну усадку при формуванні (1–3 %), Матеріал відрізняється великою пружністю, малою крихкістю і здатністю до орієнтації. Зазвичай термопласти виготовляють без наповнювача. У останні роки стали застосовувати термопласти з наповнювачами у вигляді мінеральних та синтетичних волокон (органопласти).

Термореактивні полімери після затвердіння і переходу сполучної речовини у термостабільний стан (просторова структура) часто дають велику усадку (до 10–15 %) при їх переробці, тому у їх склад вводять підсилюючі наповнювачі.

За видом наповнювача пластмаси ділять на порошкові (прес-порошки) з  наповнювачами у вигляді деревної муки, сульфітної целюлози, графіту, тальку, подрібненого скла, мармуру, азбесту, слюди, просочених сполучними речовинами (часто їх називають карболіти); волокнисті з наповнювачами у вигляді пачосів бавовни та льону, скляного волокна (скловолокніти), азбесту (азбоволокніти); шаруваті, містять листові наповнювачі (аркуші паперу  у гетинаксі, бавовняні, скляні, азбестові тканини у текстоліті, деревяний шпон у деревошаруватих пластиках); порошкоподібні (наповнювач у вигляді шматочків тканини або деревного шпону, просочених сполучною речовиною); газонаповнені.

Залежно від структури останні поділяють на пінопласти і поропласти.

Сучасні композиційні матеріали містять в якості наповнювачів вугільні і графітові волокна (карбоволокніти); волокна бору (бороволокніти).

За застосуванням пластмаси можна поділити на силові (конструкційні, фрикційні та антифрикційні, електроізоляційні) і несилові (оптично прозорі, хімічно стійкі, електроізоляційні, теплоізоляційні, декоративні,  ущільнювальні,  допоміжні). Проте цей поділ умовний, так як одна і та ж пластмаса може  мати різні властивості, наприклад, поліаміди застосовують як  антифрикційні  і електроізоляційні матеріали й под.

Пластмаси за своїми фізико-механічними та технологічними властивостями є найбільш прогресивними і часто незамінними матеріалами для машинобудування.

Особливостями пластмас є мала величина щільності (для більшості  пластмас щільність коливається від 1 до 2 г/см³, а для пінопластів – від  0,015  до 0,8 г/см³); низька теплопровідність  = 0,1 – 0,4, температурний  коефіцієнт лінійного розширення  = 0,5 ∙ 10  – 12 ∙ 10 1/ °С; хороші електроізоляційні властивості (діелектрична  проникність  =1,8 –  8,9, питомий  об'ємний  опір  ρ = 108·10  Ом·см, електрична міцність Е_пр = 10 – 30 кВ/мм);  хороша  оптична прозорість і радіо прозорість деяких видів пластмас; несхильність до корозії і висока хімічна стійкість; фрикційні й антифрикційні властивості; висока механічна міцність силових пластиків, порівняно з міцністю сталі; хороші технологічні властивості (легко формуються, пресуються, їх можна склеювати і зварювати, обробляти на верстатах).

Недоліками пластмас є невисока теплостійкість, низькі модуль  пружності та ударна в'язкість порівняно з металами і сплавами,  а для деяких  пластмас  схильність до старіння.