4_Nemat_mat

11

В азбоволокнитах як наповнювач застосовується азбестове волокно, як зв′язувач використовують, в основному, фенолформальдегідну смолу. Азбоволокнити мають підвищену теплостійкість (понад 200°С), високі фрикційні властивості, стійкі до дії кислот. Азбоволокнити використовують як матеріал для виготовлення деталей гальмових пристроїв. З матеріалу фаоліна (різновид асбоволокнитів) виготовляють кислототривкі, ванни, труби і інш. деталі.

Шаруватими пластмасами називають пластмаси, у яких аркуші наповнювача зв'язані полімером у монолітний матеріал. Листові наповнювачі, покладені шарами, надають пластику анізотропність. Матеріали випускають у вигляді листів, плит, труб.

Гетинакс одержують на основі модифікованих фенольних, аніліноформальдегідних, карбамідних смол і різних сортів папера. Гетинакс можна застосовувати при температурі 120-140°С. Він стійкий до дії хімікатів. Гетинакс застосовується як електроізоляційний матеріал. Його основні фізико-механічні властивості наведено у таблиці 1.3.

Текстоліт (зв′язуюча речовина-термореактивні смоли, наповнювач - бавовняні тканини) серед шаруватих пластмас має найбільшу здатність поглинати вібраційні навантаження. Його використовують для різноманітних середньонавантажених деталей, що працюють в умовах тертя (зубчасті колеса, підшипники). Такі передачі працюють безшумно при частоті обертання до 30000 обертів за хвилину. Текстолітові вкладиші підшипників служать у 10-15 разів довше бронзових. Але використовувати текстолітові підшипники можна тільки при температурах не вище 80-90 °С. Такі підшипники застосовуються в прокатних станах, відцентрових насосах, турбінах.

Деревошаруваті пластмаси (ДШП) складаються з тонких листів дерев′яного шпону, просочених фенолоабо креозольноформальдегідними смолами і спресованими у вигляді листів або плит. ДШП мають високі фізико-механічні властивості, низький коефіцієнт тертя. Їх недоліком є чутливість до вологи. З ДШП виготовляють шківи, втулки, корпуси насосів, підшипники, деталі автомобілів.

Азботекстоліт містить 38-43 % зв’язувача, а інше - азбестова тканина. Азботекстоліт є конструкційним фрикційним матеріалом. Найбільш високу теплостійкість (300 °С) має матеріал на кремнійорганічній зв’язуючій речовині. Фенольні азбопластики мають високі

12

характеристики міцності. З азботекстоліта виготовляють лопатки ротаційних бензонасосів, фрикційні диски, гальмові колодки.

Таблиця 1.1 – Фазовий склад переваги, недоліки і призначення конструкційних термопластів

	Назва	Фізико-хімічні	Основні властивості	Недоліки	Призначення
	термопласта	характеристики
	1	2	3	4	5
	Поліетилен	(-СН2-СН2-)n Ступень кри-	Нерозчинний у воді, ацетоні, спирті,	Схильний до ста-	Несилові деталі,
	високого тис-	сталічності 55-65 %, гус-	хімічностійкий, морозостійкий до –		деталі хімічної
		тина (0,913-0,929)×103		ріння
	ку (ПЕВТ)	кг/м3	70 °С		апаратури
	Поліетилен	(-СН2-СН2-)n Ступень кри-	Має більш високі показники міцно-		Конструкційні
	низького тис-	сталічності 74 - 95%,			деталі насосів,
		густина	сті та теплостійкості ніж ПЕВТ
	ку (ПЕНТ)				труби
		(0,949-0,953)×103 кг/м3
			Порівняно з поліетиленом має	Низькі термостій-
			більш високі показники, міцності та		Конструкційні
		(-СН2-СНСН3-)n густина		кість, світлостій-
	Поліпропілен		теплостійкості (до 150°С). Не роз-	кість, морозостій-	деталі автомо-
		0,90-0,91×103 кг/м3	чиняється у воді, у органічних роз-		білів, корпуса
			чинниках, стійкий до дії кип’лячої	кість	насосів, труби
				(до –20 °С)
			води і лугів
		(-СН2-СНС6Н5-)n аморф-	Стійкий у лугах і кислотах (в тому	Схильний до	Ручки , корпуси,
	Полістірол		числі і плавиковій), із розглянутих	утворення тріщин,
		ний полімер, густина 1,05-	полімерів найбільш стійкий до дії	невисокі міцність	ємності для хі-
		1,08×103 кг/м3			мікатів
			іонізуючих випромінювань	і теплостійкість

АБС-		Відрізняються високою міцністю та		Деталі автомо-
	Сополімери полістірола			білів, човнів,
пластики		світлотеплостабільністю
				труби
1	2	3	4	5
	До складу макромолекул	Має низький коефіцієнт тертя (f <		Шестерні, втул-
Поліаміди	входять (-NH-CO-) (-СН2-		Схильний до во-
(капрон, ней-	), Може кристалізуватись,	0,05), тривалий час може працювати	допоглинання і	ки, підшипники,
лон, амід)	густина 1,13-1,14×103	на стирання, удароміцний, здатний	старіння	болти, гайки,
		поглинати вібрації, стійкий до лугів		шківи
	кг/м3
	(-NH-COO-), густина ×103	Має високу гнучкість, еластичність,	Невисока стій-
			кість до термічної	Волокна, плів-
Поліуретан	кг/м3	атмосферостійкість, морозостійкість	і термоокислюва-	ки, герметики
		(до –70 °С)	льної деструкції		12
Фторопласт-4	(-CF2-CF2-)n аморфно-	Висока хімічна стійкість в кислотах,		Труби, проклад-
(політе-	полікристалічний полімер,
трафтор-	густина 2,0-2,20 ×103	лугах, окислювачах, високі анти-	Холодотекучий	ки, мембрани,
етилен)	кг/м3	фрикційні властивості		манжети
Органічне	Аморфний полімер, густи-			Кришки, резер-
скло (поліме-		Стійкий до дії кислот, лугів, вуглевод-	Невисока поверх-
тілметакри-	на 2,10-2,30 ×103 кг/м3	них палив та мастильних матеріалів	нева твердість	вуари, труби, де-
лат)				талі арматури

			Низька тривала
	(-CH2 -CHCl-)n аморфний		міцність, великий	Труби, тепло-
Поліхлорвініл		Хімічно стійкий, не підтримує го-	коефіцієнт термі-	обмінники, де-
	полімер, густина 1,43 × 103		чного розширен-	талі вентиля-
(ПВХ)	кг/м3	ріння, атмосферостійкий	ня, крихкий при	ційних устано-
			низьких темпера-	вок
			турах
	(-CH2 -О-)n Ступінь крис-	Має високу твердість, жорсткість,		Шестерні, під-
Поліформа-				шипники, кла-
льдегід	талічності 75 %, густина	пружність. Стійкий в мінеральних		пани, деталі ав-
	1,40-1,42 ×103 кг/м3	маслах і бензині
				томобілів

	Таблиця 1.2 – Механічні властивості конструкційних термопластів
		σв ,	δ, %	Ударна в’язкість ак ,	tmax експлуатації, °С
	Термопласт			кДж/м2 (ГОСТ 4647-
		МПа		80)	(без навантаження)
	Поліетилен (ПЕВТ)	10-18	300-1000	не зруйнувався	105
	Поліетилен (ПЕНТ)	18-32	100-600	не зруйнувався	120	13
	Поліпропілен	26-38	700-800	33-80	150
	Полістірол	40-60	3-4	10-22	90
	АБС (Ацетобутиратотирол)	30-35	15-30	8-40	75-85
	Капрон (поліамід)	75-85	50-130	8-125	80-100
	Капрон + 30 % волокон	100-125	3	12	100-130

Фторопласт-4	20-40	250-500	100	250
Поліметілметакрилат	63-100	2,5 - 20	8-18	60
(органічне скло)
Поліхлорвініл (жорсткий)	50-65	20-50	70-80	65-85
Полівінілхлорид	10-40	50-350	не зруйнувався	50-55
(пластифікований)

Таблиця 1.3 – Фізико-механічні властивості термореактивних пластмас
	3	tmax екс-	Границя міцності, МПа				Ударна
Назва плас-	ρ, кг/м	плуата-	при	при	при	δ, %	в′язкіст	Е, МПа ×10	3	НВ, МПа
тмаси	×103		розтяг-	стис-	зги-		ь,
		ції, °С	ненні	канні	нанні		кДж/м2				14
Порошкові	1,4-1,5	100-110	30	50-150	60	0,3-	4-6	6300-8000		300-400
						0,7
Волокнит	1,3-1,4	110	30-60	80-150	50-80	1-3	9-10	8500		250-270
Асбоволок-	1,9-2,1	200	-	110	70	4-3	20	18000		300
нит

Скловолок-	1,7-1,9	280	80-500	130	120-250	1-3	25-150	-	-
нит
Гетинакс	1,3-1,4	150	80-100	160-290	80-100	1-3	12-25	10000	-
Текстоліт	1,4-1,5	125	65-100	120-150	120-160	1-3	30	5000-1000	-
Азботексто-	1,6-1,7	190	55	-	-	-	20-25	20000	185-300
літ
ДШП	1,35-	140-200	180-300	100-180	140-280	-	80-90	18000-30000	-
	1,45

15

1.1.4. Технологія одержання деталей з термопластів

Найбільш продуктивний і прогресивний метод переробки пластмас це лиття під тиском. При виготовленні деталей за цим методом матеріал у вигляді гранул засипається в бункер ливарної машини, звідкіля рівномірно і безперервно захоплюється черв'ячним дозаторомпластифікатором, і просувається в передню зону нагрівального циліндра де розігрівається і пластифікується. Розплавлений матеріал періодично проштовхується через мундштук у порожнину попередньо зімкнутої і притиснутої до мундштука пресформи.

При цьому відбувається заповнення пресформи матеріалом під тиском (впорскування матеріалу). Заповнена пресформа якийсь час витримується під напірним тиском матеріалу. Під час витримки під тиском виріб у формі охолоджується і твердіє. Потім поршень з черв'я- чним дозатором-пластифікатором, відводиться в заднє положення й одночасно пресформа розмикається. Виріб штовхачами викидається з порожнини пресформи.

Основні параметри, від яких залежить якість відлитого виробу це температура розплаву, температура пресформи, тиск інжекції і тривалість витримки під тиском.

Температура розплаву визначає його в'язкість, щільність і частково структуру. Занадто висока температура може привести до деструкції полімеру. У таблиці 1.4 приведені режими лиття термопластів.

Таблиця 1.4 – Режими лиття під тиском деталей із термопластів

	Найменування		Режим лиття
	матеріалу	Температура	Тиск впорскуван-	Температура
		відливки,°С	ня, МПа	пресформи, °С
	Полістірол	170-250	60-100	40-60
	Поліетилен ВТ	200-270	90-100	50-70
	Поліетилен НТ	200-270	90-100	50-70
	Поліпропілен	200-270	120-170	30-90
	Поліаміди	225-270	70-170	60-120

Для зняття внутрішніх напружень і вирівнювання структури відлиті деталі піддають термообробці за режимами, наведеними у табл. 1.5.

16

Плівку з полівінілхлориду й листа з ряду термопластів одержують методом екструзії. При цьому в′язкий розплав термопласта подається шнеком у матрицю, де продавлюється через її профільний отвір.

Деталі з фторопласта-4 отримують методом пресування з наступним спіканням.

Таблиця 1.5 – Режими термообробки деталей із термопластів

	Найменування	Середовище для	Температура на-	Тривалість	Середовище
				витримки,	для охоло-
	матеріалу	нагрівання	грівання, °С
				хвилин	дження
	Поліетилен	Вода	70-80	2 хвилини на	На повітрі
				1 мм товщини
	Поліпропілен	Кремній органічна	130	_	У воді
		рідина
	Полістирол	Вода	70-80	4-5	На повітрі
	Поліаміди	Мінеральне масло	180-190	10-15 хвилин	В маслі
				на 1 мм

1.1.5. Технологія виготовлення деталей з реактопластів

Найбільш розповсюдженим методом виготовлення деталей з реактопластів є пресування. Процес складається з наступних операцій:

-завантаження прес-композиції у пресформу;

-одержання в’язко-плинного стану композиції;

-надання виробу необхідної форми пресуванням;

-фіксація форми деталі завдяки утворенню зшитої структури матеріалу під дією тиску пресування і температури;

-охолодження виробу.

Для одержання деталей з реактопластів також застосовується лиття під тиском, метод намотування.

У таблиці 1.6 наведено режими пресування деталей з конструкційних термореактивних пластмас. З метою доотвердження матеріалу, зняття внутрішніх напружень, а також для підвищення стабільності розмірів і збільшення в’язкості після пресування деталі піддають термообробці за режимами, наведеними у таблиці 1.7.

Таблиця 1.6 –Режими пресування реактопластів

	Марка реа-	Склад реактопласту	Тем-ра пре-	Тиск пресу-
	ктопласту		сування, °С	вання, МПа
	Фенопласт	50% новолачної фенолформальдегідної	175-200	25-35
	03-010-02	смоли і 50% органічного наповнювача
	АГ-4С	30 % модифікованої фенолформальде-	155	30-40

17

			гідної смоли і 70 % скляних волокон
			40 % модифікованої фенолформальде-
	ДСВ		гідної смоли і 60 % комплексних скля-		140-160			20-60
			них волокон
	Таблиця 1.7 – Режими термообробки деталей з реактопластів
	Найменування матеріалу			Температура		Витримка на повітрі
				нагрівання, °С			години
	Фенопласт (деталі з характер-			120-130			2
	ним розміром до 6 мм)
	Фенопласт (деталі з характер-			140-150			4
	ним розміром більше 6 мм)
		Склопластик		165-175			2
		ДСВ-2Р-2М
	Склопластик АГ-С			165-175			2

1.2. Завдання на підготовку до лабораторної роботи

Для виконання лабораторної роботи та пояснення результатів експериментів необхідно пропрацювати такі питання:

1.Що називають полімером, олігомером, сополімером, типи

останніх.

2.Типи зв’язку між атомами та макромолекулами термопластичних і термореактивних полімерів.

3.Класифікація полімерів за складом, формою макромолекул, фазовим станом, полярністю.

4.Вплив на властивості полімерів їх хімічного і фазового складу, полярності, швидкості навантаження та орієнтації макромолекул, орієнтаційне зміцнення.

5.Вплив температури на фазовий стан термопластичних і термореактивних полімерів та їх властивості (термомеханічна крива лінійного, кристалічного і сітчастого полімерів).

6.Сутність реакцій (полімеризації, поліконденсації) отримання полімерів.

7.Мета додавання різних видів наповнювачів в пластмаси.

8.Технологія виготовлення та термообробка деталей із пласт-

мас.