Термопласты литьевые, пленочные и листовые

Получение деталей из пластмасс и композиционных материалов

Состав пластмасс

Пластическими массами (пластмассами) называют твердые или упругие материалы, получаемые из полимерных соединений и формуемые в изделия методами, основанными на использовании пластических деформаций. Многообразие физико-механических свойств делает пластмассы ценным конструкционным материалом. Они имеют малый удельный вес, хорошо противостоят коррозии, отличаются широким диапазоном коэффициентов трения и высоким сопротивлением истиранию, обладают хорошими оптическими свойствами и прозрачностью и др.

Основной составной частью пластических масс являются полимеры – синтетические органические соединения. Иногда пластмасса полностью состоит из полимера, но чаще всего она представляет собой сложную композицию из полимера, пластификатора, наполнителя и красителя. В некоторых случаях добавляются катализаторы и стабилизирующие компоненты.

Наполнители (40…70% по массе) применяют для улучшения физико-механических свойств пластмасс.

Твердые наполнители:

порошкообразные – древесная мука, кварцевый порошок и т. п.;
волокнистые – стекловолокно, асбестовое волокно и т.п_;;
листовые – бумага, хлопчатобумажные ткани, стеклоткани, асботкани и т.д.
для получения пенно- и поропластов применяют газообразные наполнители (азот, аммиак и др.).

Пластификаторы (10…20% по массе), например касторовое масло, дибутилфталаты и др., вводятся для повышения пластичности и облегчения переработки пластмасс в изделия.

Отвердители (небольшие добавки) применяют для ускорения отверждения термореактивных полимеров, а также для перевода некоторых термопластичных полимеров в термореактивное состояние.

Смазывающие вещества – олеиновая или стеариновая кислоты и т. н. Их вводят для уменьшения прилипаемости пластмасс к поверхности форм при изготовлении изделий.

Красители – охру, крон и т.п. используют для соответствующей окраски пластмасс.

Стабилизаторы – специальные добавки для замедления процессов старения пластмасс.

Технологические свойства пластмасс

В зависимости от условий отверждения, особенно поведения при нагреве, полимеры и соответствующие им пластмассы подразделяют на термореактивные и термопластичные.

Термореактивныв пластмассы (полимеры) – реактопласты при отверждении, претерпевают необратимые изменения и переходят в твердое, неплавкое и нерастворимое состояние. Отверждение может происходить при нагреве до 150…300° С в течение определенного времени, под давлением или без давления, при невысоком нагреве до 60…70° С или без нагрева, в присутствии добавок отвердителей. Наиболее распространенные термореактивные полимеры: фенолоформальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические, полиэфирные.

Термопластические пластмассы (полимеры) – термопласты, при нагреве переходят в пластичное или вязко-текучее состояние. Эти пластмассы отверждаются при охлаждении. При повторном нагреве они снова размягчаются и т.д., допуская возможность многократного повторного формования изделий.

Важнейшие термопласты: полиэтилен, полистирол, полиамиды, фторопласты, поливинилхлорид, органическое стекло,

Многие пластмассы обладают комплексом ценных технических свойств и могут применяться для изделий различного назначения. Практически удобной является классификация пластмасс по виду наполнителя:

слоистые;
с порошкообразным наполнителем;
газонаполненные и т. д.

Слоистые пластмассы – материалы, армированные параллельно расположенными слоями листового наполнителя: бумаги, ткани и т. п. Наибольшую прочность имеют стеклотекстолиты, наиболее высокую теплостойкость – асботекстолиты. В качестве связующего применяют термореактивные полимеры – фенолоформальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические, полиэфирные и другие смолы. Наиболее распространенными и дешевыми являются фенолоформальдегидные смолы. Они имеют хорошую адгезию к большинству наполнителей, термостойки, но требуют сравнительно высоких давлений при формировании изделий. Кремнийорганические смолы имеют хорошую водостойкость, термостойкость, обеспечивают повышенные диэлектрические свойства.

Слоистые пластмассы применяют как конструкционные, электротехнические и поделочные материалы. Механические свойства определяются в основном, видом и количеством наполнителя. Конструкционные пластмассы содержат меньше полимерного связующего, так как с увеличением его содержания механические свойства материалов снижаются.

Наиболее распространенными слоистыми пластмассами являются гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, асботекстолит, древеснослоистые пластики (ДСП).

Гетинакс. В этой пластмассе наполнитель — параллельно уложенные слои бумаги, связующее – фенолоформальдегидные или другие смолы (полимеры).

Гетинакс имеет хорошие электроизоляционные свойства и довольно высокую механическую прочность.

Текстолит – слоистый пластик, в котором в качестве наполнителя использованы бязь, миткаль и другие ткани, а в качестве связующего – фенолоформальдегидная или другие термореактивные смолы. По назначению текстолиты подразделяют на конструкционные, электротехнические и специальные.

Текстолит конструкционного назначения, имеет высокий предел прочности при растяжении, низкий в паре со сталью коэффициент трения и высокую износоустойчивость. Его широко применяют для бесшумных зубчатых и червячных колес, подшипников скольжения и т. п. Особо высокие антифрикционные свойства имеет специальный графитизированный текстолит (используется для изготовления вкладышей подшипников прокатных станов, центробежных насосов и т. д.).

Древеснослоистые пластмассы (ДСП) получают в виде листов и плит горячим прессованием тонких листов древесного шпона, пропитанных феноло- или крезольноформальдегидными смолами. В зависимости от направления волокон древесины в листах прессуемого пакета можно получать анизотропные материалы, свойства которых неодинаковы в различных направлениях. Древеснослоистые пластики имеют высокую механическую прочность, их широко применяют как конструкционные материалы для изготовления частей автомобилей, вагонов, лодок, деталей машин, шкивов.

Благодаря хорошим антифрикционным свойствам из ДСП изготавливают зубчатые колеса, вкладыши подшипников.

Недостаток древеснослоистых пластиков – чувствительность к воздействию влаги; они гигроскопичны, разбухают и механические свойства значительно понижаются.

Асботекстолит является слоистым пластиком, состоящим из асбестовой ткани и различных термореактивных смол. Асботекстолит, особенно на кремнийорганнческом связующем, имеет высокую термостойкость и его применяют в качестве теплозащитного и теплоизоляционного материала. Он выдерживает температуру 250…350° С длительно и более 3000°С кратковременно.

Асботекстолит обладает хорошими фрикционными свойствами и его широко используют для изготовления тормозных колодок, фрикционных дисков и т. п.

Стеклотекстолиты. В этих пластмассах в качестве наполнителя используют стеклоткань, в качестве связующих – термореактивные фенолоформальдегидные, кремнийорганические и другие смолы.

Стеклотекстолиты имеют высокую прочность, хорошую химическую стойкость, обладают негорючестью и незагниваемостью.

Стеклотекстолит конструкционного назначения используют для высокопрочных изделий, (трубы, емкости, кабины автомобилей и т. п.). Все стеклотекстолиты имеют хорошие электроизолирующие свойства и их применяют для электро-, радиотехнических изделий: панелей, щитков, корпусов приборов.

Стеклововокнистые материалы отличаются от стеклотекстолйтов тем, что в качестве наполнителя используют стеклянные волокна.

Стекловолокнит получают горячим прессованием из спутанного волокна или из склеенных в пряди однонаправленных стеклянных нитей. Связующим служит фенолоформальдегидная смола. Эти материалы имеют высокие механические и технологические свойства, сравнительно мало анизотропны и находят применение для сильно нагруженных изделий.

Пресспорошки и прессматериалы. Пресспорошками называют композиционные пластмассы с порошкообразными органическим» или минеральными наполнителями (древесная мука, порошок кварца и т. д.). Прессматериалы – пластмассы с волокнистыми наполнителями (хлопковые очесы, асбестовые волокна и т. д.). Минеральные наполнители придают пластмассам химическую стойкость, водостойкость, повышенные электроизолирующие свойства. В качестве связующих применяют полимеры на основе фенолоальдегидных, фенолоформальдегидных, карбамидных, кремнийорганических, эпоксидных и других смол.

Полуфабрикаты термореактивных пластмасс выпускают в виде твердосыпучих прессматериалов (пресспорошков, волокнистых и крошкообразных материалов, гранулированных смесей). При изготовлении деталей методом литья применяют полуфабрикаты в виде различных вязкотекучих композиций, заливочных и формовочных масс.

Из композиционных термореактивных пластмасс изготавливают корпуса приборов, панели, рукоятки, детали зажигания автотракторного электрооборудования, технические детали с повышенными водостойкостью и химической стойкостью, подшипники скольжения, тормозные колодки и диски, аппаратуру теплообменников, детали насосов, краны, трубы, зубчатые колеса и т.д.

Термопласты литьевые, пленочные и листовые

К ним относятся полиэтилен, поливинилхлорид, фторопласты, полистирол, полиметакрилаты и т.д.

Полиэтилен химически стоек к щелочам, многим кислотам, маслам, бензину. Он имеет отличные диэлектрические свойства и широко применяется как высокочастотный диэлектрик. Из полиэтилена изготавливают катушки и другие электро- и радиотехнические детали, изоляцию кабелей, химически стойкие емкости, трубы в химической промышленности, защитные от коррозии пленки и покрытия. Полиэтилен имеет невысокую прочность, его морозостойкость до минус 60° С.

Поливинилхлорид – является хорошим низкочастотным диэлектриком, стоек к щелочам, кислотам, смазкам и бензину. Диапазон рабочих температур составляет от минус 40 до плюс 60° С.

Применяют для изготовления труб, деталей химического оборудования, фланцев, муфт, деталей насосов, вентиляторов, а также используют как электроизолирующий материал.

Фторопласты – это фторсодержащие полимеры винильного типа. Термостойкий материал. при нагреве выше 210° С переходит в вязкотекучее состояние, а при 310…315° С разлагается.

Фторопласт имеет уникальное сочетание свойств. Он исключительно устойчив почти во всех агрессивных средах, является одним из наиболее качественных высокочастотных диэлектриков, может применяться в диапазоне температур от минус 269 до плюс 250° С, имеет хорошие антифрикционные свойства. Недостатки фторопласта: склонность к хладнотекучести при напряжениях 0,03…0,05 МПа.

Изделия из фторопластов широко применяют в авиастроении, электротехнической промышленности, в радиотехнике, химической промышленности.

Полистирол и сополимеры стирола получили широкое распространение в промышленности благодаря высоким диэлектрическим свойствам,- отсутствию хладотекучести, высокому коэффициенту лучепреломления, хорошим технологическим свойствам.

Полистирол водостоек и химически стоек в растворах многих щелочей и кислот, но набухает в смазках и топливе. Его можно применять при температурах от минус 40 до плюс 60^оС.

Полиамиды (нейлон, капрон и др.) имеют сравнительно высокую прочность, низкий коэффициент трения, хорошо сопротивляются абразивному износу. Их применяют для изготовления подшипников, зубчатых колес, кулачков и т. п. Капрон и нейлон стойки в воде, смазках, топливе, щелочах, разбавленных кислотах. Из этих пластмасс делают негниющие сети, парашютную ткань, канаты и т. д.

Органическое стекло – (полиметилметакрилат) оптически прозрачно, пропускает до 75% ультрафиолетовых лучей, является атмосферостойким. Недостатком его является невысокая твердость. При нагреве до 80^о С органическое стекло начинает размягчаться. применяется для остекления самолетов, зданий, в светотехнических устройствах, предохранительных щитках приборов и машин.

Газонаполненные пластмассы – легкие материалы, имеющие пористую структуру, напоминающую застывшую пену. Различают пенопласты с замкнутыми или изолированными ячейками (порами) и поропласты с открыто-пористой структурой, когда ячейки сообщаются между собой и с окружающей средой. Широкое применение получили, пенопласты на основе полистирола, поливинилхлорида, полиуретана, фенольных смол.

Основные свойства пенопластов: очень небольшая плотность, высокие звукопоглощающие и теплоизолирующие свойства.

Некоторые пенопласты обладают высокими демпфирующими и амортизационными свойствами.

Пенопласты используют как тепло- и звукоизоляционные материалы, для амортизационных прокладок, изготовления плавучих и труднозатопляемых средств, предметов обихода. Заполнение пенопластами полых деталей и конструкций увеличивает их устойчивость и жесткость, повышает вибрационную и усталостную прочность.

Высокой удельной прочностью и жесткостью обладают армированные пенопласты – конструкционные материалы, состоящие из чередующихся слоев пенопласта и листовой металлической, стеклопластиковой или другой армировки.

Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 138; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!