3.5. Композиційні матеріали

Композиційні матеріали (композити) складаються хімічно різнорідних компонентів, нерозчинних один в одному і пов'язаних між собою в результаті адгезії. Основою композитів є пластична матриця, яка пов'язує наповнювачі, визначає форму виробу, його монолітність, теплофізичні властивості, а також розподілення напруг між наповнювачами.

В якості матриці використовують метали (алюміній, магній, їх сплави), керамічні, вуглецеві матеріали.

Наповнювачі грають роль зміцнювача, сприймають основну долю навантаження і визначають модуль пружності і твердості композита, а деколи також фрикційні, магнітні, теплофізичні і електричні властивості. Наповнювачами можуть бути тонка дротина з високоміцної сталі, вольфраму, титану, а також скляні, поліамідні, вуглеводні волокна і волокна на основі нитковидних кристалів (оксидів, карбідів, боридів) і др.

Для композитів характерні висока міцність, жорсткість і в'язкість, а також корозійна стійкість, жароміцність і термічна стабільність.

До композитів (композиційних пластмас) прийнято також відносити пластмаси з армуючими наповнювачами (склопластики, вуглепластики, боро-пластики, органопластики і др.).

Металопластиками називають конструкційний матеріал з металічного листа (сталь, титан, алюміній) товщиною 0,3-1,2 мм з одно або двосторонніми полімерами (поліетиленом, поліпропіленом, поліізобутиленом, полівінил- хлоридом і др.) з товщиною шару 0,05-1 мм.

3.6. Гума і гумові технічні вироби

Гума. Гума є важливим конструкційним матеріалом для машино- і приладобудування. Вона має високі еластичні властивості, добру вібро - і водостійкість, підвищену хімічну стійкість проти кислот і їх розчинів, механічну міцність та значний опір стиранню. Ці властивості досягаються при вулканізації гумових сумішей (сирої гуми).

Гуми діляться на такі основні групи: гуми загального призначення (температури експлуатації від -50 до +150°С), Теплостійкі (150-200°С), морозостійкі (до -150°С), масло- і бензостійкі, діелектричні, електропровідні, магнітні та ін.

Гумові суміші складають на основі каучуку, вміст за масою якого в різних виробах коливається від 5 до 95%; суміші утримують також пом'якшувачів, наповнювачі, вулканічні речовини, барвники та речовини проти старіння.

В машинобудуванні гумові вироби використовують для рухомих пристроїв (шин, привідних ременів, транспортних стрічок), в магістралях для транспортування рідин, газів, в якості опор, буферів, ізоляції і др.

Вихідні матеріали для гумових виробів. Каучук буває натуральний і синтетичний. Натуральний каучук одержують з молочного соку каучуко-генних рослин. Синтетичний каучук - речовина, за властивостями близька до натурального. Його одержують шляхом синтезу органічних речовин. Промислові види синтетичного каучуку, яких нараховується декілька десятків, розрізняють між собою як за вихідною сировиною і способах виробництва, так і за складом і фізико-механічними властивостями.

Синтетичні каучуки (СК) діляться на основні групи: СК загального призначення, які використовуються в виробництві, з найбільш характерною властивістю гуми - еластичністю і СК спеціального призначення.

В якості СК загального призначення використовують в основному бутадієнові і бутадієн-нітрильні, тепло- і морозостійких - кремнійорганічні, зносостійких - уретанові СК.

Виготовлення гумових виробів. Процес складається з приготування гумової суміші, вулканізації і впорядкування виробів.

Змішування компонентів забезпечує рівномірний розподіл у каучуку всіх складових частин, воно забезпечується на вальцях або закритих змішувачах. Одержана сира гума представляє собою однорідну пластичну масу, якій легко надається потрібна форма.

Для одержання листової гуми сиру гумову суміш обробляють на каландрах, робочим органом яких є пустотні прокатні вальці з підбіленого чавуну, які підігріваються. На каландрах виробляється також обкладка тканин сирої гуми, здавлювання листів гуми і промазаних гумою тканин, обробка просоченого корда. З листової заготовки при необхідності проводять розкрій на різальних машинах або вирубних пресах.

Гумові профілі (труби, шнури) одержують шприцюванням - видавлюванням сирої гуми на черв'ячному пресі через матрицю.

Вироби складної форми одержують методом пресування і лиття під тиском.

При збільшенні кількості сірки у суміші до 30-50% одержуємо твердий матеріал - ебоніт. Він широко використовується для виготовлення електротехнічних виробів, особливо таких, які повинні бути стійкими до дії кислот (наприклад, акумуляторних баків, а також виробів хімічної промисловості). Спосіб одержання виробів із ебоніту таким же, що і для гуми. Ебоніт добре обробляється різанням на станках.