5. Рекомендуемый библиографический список

1. О.В. Роман, О.С. Комаров, Е.А Дорошкевич и др. Лабораторный практикум по технологии металлов и других конструкционных материа­лов. - Минск: Высшая школа, 1974. - 235 с.

2. A.M. Дальский, И.А. Арутюнова, Т.М. Барсукова и др. Технология конструкционных материалов. - М.: Машиностроение, 1985. - 448 с.

3. A.M. Дальский и др, Технология конструкционных материалов: Учебник длястудентов машиностроительных специальностей вузов. - М.: Машиностроение, 1992. -448с.

4. Лашко СВ., Лашко Н.Ф. Пайка металлов. - М.:Машиностроение, 1988.-376с.

Лабораторная работа № 19

"Получение изделий из пластмасс и исследование их свойств"

Цель работы

Ознакомиться с технологическим процессом изготовления де­талей из пресс - порошков методом горячего прессования, определить усадку и предел прочности при сжатии.

1. Основные теоретические представления.

0. Физическое состояние и структура пластических масс.

Пластическими массами (пластмассами) называют материалы, основу которых составляют природные или синтетические высокомолекулярные соединения, находящиеся в твёрдом состоянии при условиях эксплуатации.

Высокомолекулярные соединения состоят из большого числа низкомолекулярных соединений (мономеров), связанных между собой силами главных валентных связей. Соединения, большие молекулы (макромолекулы) которых состоят из одинаковых структурных звеньев, называют полимерами. Так, полимер полиэтилена (-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂) · n получают при полимеризации n -го числа мономеров СН₂= СН₂(молекул раза этилена).

Макромолекулы полимеров могут иметь линейную форму, разветвленную и пространственную (сшитую).

Макромолекулы линейных полимеров (рис.1.1,а) представляют собой цепи из элементарных звеньев, длина которых в сотни и тысячи раз превышает размеры поперечного сечения. Наличие в цепях разветвлений (рис.1.1,6) приводит к ослаблению межмолекулярных сил и тем самым к снижению температуры размягчения полимера. При сетчатом расположении поперечных связей (рис.1.1,в) полимер стано­вится полностью неплавким и нерастворимым.

Рис.1.1. Схемы строения молекул полимеров:

а - линейная;

б - разветвленная;

в - сетчатая (пространственная)

0. Классификация и технологические свойства пластмасс.

В зависимости от поведения при повышенных температурах полимеры подразделяют на термопластичные (термопласты) и термореактивные (реактопласты).

Термопласты(полиэтилен, капрон, винипласт, полистирол, органическое стекло и др.) при нагреве размягчаются и расплавляются, затей вновь затвердевают при охлаждении. Переход термопластов из одного физического состояния в другое может осу­ществляться неоднократно почти без изменения химического состава. Термопласты имеют линейную или разветвленную структуру молекул.

Реактопласты(фенопласт, аминопласт, эпоксидные, полиуретановые и др. пластики) при нагреве превращаются в вязкотекучее состояние и в результате химической реакции переходят в твердое необратимое состояние. Отвержденные реактопласты нельзя повторным нагревом вновь перевести в вязкотекучее состояние. Термореактивные смолы (полиэфирная, эпоксидная) относятся к числу самотвердеющих при комнатной температуре.

Пластмассы разделяют на жёсткие, имеющие незначительное удлинение и называемые пластиками, имягкие, обладающие большим относительным удлинением и малой упругостью и называемые эластиками.

В зависимости от числа компонентов все пластмассы подразделяют на простыеикомпозиционные.

Простые(полиэтилен, полистирол и т.д.) состоят из одного компонента - синтетической смолы;композиционные(фенопласты, аминопласты и др.) - из нескольких составляющих, каждая из которых выполняет определенную функциональную роль.

В композиционных пластмассах смола является связующим для других состав­ляющих. Свойства связующего во многом определяют физико-механические и технологические свойства пластмассы. Содержание связующего в композиционных пластмассах достигает 30-70%,и в отдельных случаях (норпласты) составляет всего 5%.

Помимо связующего в состав композиционных пластмасс входят наполнители, пластификаторы, смазывающие вещества, катализаторы и красители.

Наполнители - вещества, вводимые в полимерные материалы для снижения хрупкости, повышения механической прочности, теплостойкости, уменьшения усадки и снижения стоимости композиции. Органические наполнители - древесная мука, хлопковые очесы, целлюлоза, хлопчатобумажная ткань, бумага, древесный шпон и др. Неорганические - графит, асбест, кварц, стекловолокно, стеклоткань и др. По виду: порошковые, волокнистые, слоистые.

Пластификаторы(дибутилфталат, касторовое масло, камфора и др.) увеличивают пластичность, гибкость, ударную вязкость и уменьшают хрупкость пластмасс.

Смазывающие вещества(стеарин, олеиновая кислота и др.) увеличивают текучесть, уменьшают трение между частицами композиций, устраняют прилипание к пресс-форме.

Катализаторы(известь, магнезия и др.) ускоряют процесс отверждения пластмасс.

Красители (сурик, двуокись титана, ультрамарин, охра, сажа, окись хрома и др.) придают изделиям нужный цвет.

При изготовлении газонаполненных пластмасс (поро- и пенопластов) в полимеры вводят газообразователи - вещества, которые разлагаются при нагревании с выделением газообразных продуктов. Основное применение газонаполненных пластмасс – теплоизоляция - и звукоизоляция в различных отраслях техники (самолетостроение и судостроение, холодильная и химическая техника, строительство и т.д.)