8.2 Типовые термопластичные материалы

Пластмассами или пластиками называются материалы, получаемые на основе природных или синтетических полимеров, которые при определенных температуре и давлении приобретают пластичность, а затем затвердевают, сохраняя форму при эксплуатации. Пластмассы могут состоять из одного полимера или представлять собой сложную композицию. Кроме полимера в состав пластмасс входят также наполнители, пластификаторы, отвердители, катализаторы, красители и др.

Рассмотрим наиболее широко применяемые термопластичные пластмассы (термопласты).

Полиэтилен в зависимости от метода изготовления может иметь либо низкую плотность, либо высокую плотность и степень кристалличности. Он химически стоек, имеет температурный интервал эксплуатации – 7О...100°С. Кристаллическая фаза придает полиэтилену теплостойкость и высокую механическую прочность Чтобы повысить стойкость полиэтилена к старению, в него вводят 2...3 % сажи. Используется для производства пленок, труб, изоляции проводов и кабелей, покрытий на металлах и др.

Полипропилен имеет значительное количество кристаллической фазы. Химически стоек, температура эксплуатации от —15 до +150°С. Обладает высокими физико-механическими свойствами. Стойкость к старению повышается проведением специальной обработки. В качестве эластичных и прочных волокон применяется в производстве текстильных изделий. Пленки из полипропилена более прочные и менее газопроницаемые, чем полиэтиленовые. Из полипропилена изготовляют также конструкционные детали и различные емкости.

Полистирол представляет собой твердый, жесткий и прозрачный аморфный пластик. Растворяется в бензолах, но стоек к слабым кислотам, щелочам, спиртам, не растворяется в маслах и бензине. Может использоваться в интервале температур – 20... + 80°С. Полистирол используется для получения деталей радио- и телетехники, фотоаппаратуры, корпусов и ручек различных машин, волокон, деталей автомобилей, труб и др.

Фторопласт- это термически стойкий пластик, его температурная область применения – 269, + 250°С. Механическая прочность фторопласта –4 сохраняется до температуры 250 °С. Он отличается высокой химической стойкостью против кислот, щелочей, окислителей и растворителей; не смачивается водой; характеризуется малым коэффициентом трения. К недостаткам фторопласта-4 относятся хладотекучесть, возможное выделение фтора при повышенных температурах и некоторые трудности переработки. Применяется для изготовления детален химической аппаратуры, труб для химикатов, нанесения антифрикционных покрытий на металлы и др.

Поливинилхлорид Винипласт – разновидность поливинилхлорида, применяется в производстве труб для агрессивных сред, используется как материал для защитных покрытий металлов, гальванических ванн и т. п. К недостаткам винипласта относят низкие длительную прочность и термостойкость под нагрузкой. Пластикат также разновидность поливинилхлорида, используется или в виде пленки или как исходный материал для изготовления печатных валиков, уплотнительных прокладок, конвейерных лент, труб и др.

Полиамиды – кристаллизующиеся пластики, известные под названиями капрон, нейлон и др. Эти пластики стойки к бензину, спирту, щелочам. Рабочая температура полиамидов – 6О...110°С. Обладая хорошими механическими свойствами полиамиды являются конструкционными материалами. Дополняют положительные качества полиамидов их способность противостоять износу, высокая ударная прочность, демпфирующие свойства и низкий коэффициент трения.

Недостатками полиамидов являются гигроскопичность и старение за счет окисления. Изделия из полиамидов – зубчатые колеса, шкивы, подшипники, уплотнители, трубопроводы, волокна, канаты и др. Полиамиды используются и в качестве антикоррозионных и антифрикционных покрытий металлов.

Лавсан это кристаллический полимер, при быстром охлаждении может стать аморфным. Обладает хорошей химической стойкостью и морозостойкостью (до —70 °С). Механическая прочность сравнительно невелика, но она может быть увеличена за счет заданной ориентации макромолекул. Из лавсана изготовляют волокна, ткани, пленки, канаты, ремни, зубчатые колеса и другие изделия.