Раздел3 Неметаллические материалы.

Тема3.1 Пластические массы.

^{Пластическими массами называют неметаллические материалы, получаемые на основе природных и синтетических полимеров.}

^{Исходными материалами: продукты переработки каменного угля, нефти, природного газа и т. д.}

^{Основой пластических масс являются смолы — высокомолекулярные соединения органического происхождения. Смолы в чистом виде используются реже.}

^{Пластмассы в зависимости от поведения смолы при нагреве делятся на термореактивные (рёактопласты) и термопластические (термопласты).}

^{Реактопласты под действием тепла и переходят в твердое, неплавкое и нерастворимое состояние. Реактопласты не могут быть вторично переработаны.}

^{Термопласты под действием тепла плавятся и затвердевают при охлаждении. Изделия из термопластов могут неоднократно перерабатываться.}

^{Свойства пластмасс:малая плотность полимерных материалов (1,1—1,8 г/см3), химическая стойкость, электроизоляционные свойства ,высокая удельная и абсолютная механическая прочность ,высокая технологичность ,наличие неограниченных ресурсов дешевого сырья.}

^{В зависимости от вида пластмасс они могут обладать и другими полезными свойствами: низким коэффициентом трения ,высоким коэффициентом трения в сочетании с износостойкостью, прозрачностью}

^{Недостатками: низкой теплостойкостью, низкой теплопроводностью ,низкой твердостью (НВ 6—60); выраженным свойством ползучести» особенно ярко заметным у термопластов; малой жесткостью, старением}

^{Компоненты, входящие в состав пластмассВ большинстве своем пластмассы состоят из смолы, а также наполнителя, пластификатора, стабилизатора, красителя и других добавок, улучшающих технологические и эксплуатационные свойства пластмассы.}

^{Наполнители служат для улучшения физико-механических, диэлектрических, фрикционных или антифрикционных свойств, повышения теплостойкости, уменьшения усадки, а также для снижения стоимости пластмасс. Наполнители бывают:}

^{-порошкообразные древесная мука, хлопковые очесы}

^{-волокнистые-стекловолокно,х/волокна,асбестовые волокна}

^{слоистые -асбест стеклоткань,, древесный шпон хлопчатобумажная ткань}

^{-пластификаторы увеличивают пластичность и текучесть пластмасс, улучшают морозостойкость,применяют дибутилфталат, трикрезилфосфат и др.}

^{-стабилизаторы — вещества, предотвращающие разложение полимерных материалов во время их переработки и эксплуатации под воздействием света, влажности, повышенных температур и других факторов.}

^{Используют- ароматические амины, фенолы, сернистые соединения, газовую сажу.}

^{-красители добавляют для окрашивания пластических масс. Применяют как минеральные красители (мумия, охра, умбра, литопон, крон и т. д.), так и органические (нигрозин, родамин).}

^{-смазочные вещества —- стеарин, олеиновая кислота, трансформаторное масло — снижают вязкость композиции и предотвращают прилипание материала к стенкам пресс-формы.}

^{Получение пластмаес}

^{Основа пластмасс, связующее вещество — смола. По характеру получения связующего вещества пластмассы разделяют на конденсационные и полимеризационные.}

^{Конденсационные пластмассы. Основой этих пластмасс являются синтетические смолы, получаемые в результате химической реакции поликонденсации, при которой образование высокомолекулярного вещества (полимера) происходит с выделением побочных продуктов: соды, аммиака, спирта и др. Реакция поли конденсации в зависимости от исходных продуктов может происходить при нагревании или без него, при пониженном, нормальном или повышенном давлении, в присутствии катализатора или без него.}

^{Термореактивные полимерные материалы}

^{Наиболее распространенными в машиностроении и приборостроении термо конденсационными пластмассами являются фенопласты и аминопласты.}

^{Фенопласты получают из фенолоальдегидных смол. Феноло-альдегидные смолы образуются в результате взаимодействия фенола, крезола, фенолена или резорцина с альдегидами (формалином, фурфуролом, бензольдегидом) в присутствии кислых или щелочных катализаторов. В зависимости от способа производства смолы этой группы подразделяют на резольные и новолачные. Резальные смолы — получают, используя щелочные катализаторы. Смолы могут производиться в виде водных эмульсий, в сухом виде — в кусках желто-коричневой окраски н в виде спиртовых растворов — лаков. При нагревании переходят в неплавкое и нерастворимое состояние. В этом состоянии смолы химически инертны, обладают механической прочностью и высокими диэлектрическими свойствами. Переход смол в неплавкое состояние, осуществляется при нагреве и давления называется бакелизацией.. Новолачные смолы получают с кислыми катализаторами, являются . термопластичными смолами. Если же нагрев новолаков производится с добавлением уротропина то новолаки отвердевают очень быстро. Идут на производство быстро отвердевающих пресс-материалов. Кроме того, новолаки применяются в виде спиртовых растворов как лаки (марка «Идитол»)',}

^{Аминопласты, или мочевиноформальдегидные пластмассы, относятся к группе реактопластов. Благодаря красивому внешнему виду и ярким окраскам (смолы бесцветны и светостойки, поэтому их можно окрашивать в различные цвета) из этих смол вырабатывают изделия ширпотреба. Как материал для изготовления деталей машин и приборов аминопласты находят ограниченное применение по сравнению с фенопластами из-за более низкой водо- и теплостойкости. Сырьем для производства мочевиноформальдегидных смол являются мочевина, тиомочевииа, меламин, альдегиды, среди которых наибольшее значение имеют формальдегид и уротропин.}

^{В промышленности находят также применение кремнийорганические (полнсилоксановые), эпоксидные смолы и др.}

^{Порошковые и волокнистые пластмассы}

^{Пластмассы, перерабатываемые в изделия методом прессования, принято называть прессовочными тпермореактиеными материалами (пресс-материалами). Прессовочные материалы по виду; используемых наполнителей делят на две группы: порошковые и волокнистые материалы.}

^{Пресс-порошки (К-18-2, К-21-22).В качестве наполнителя для. изделий общетехнического назначения используют древесную муку}

^{Изделия из пресс-порошков .на основе фенолоформальдегидных смол стойки к атмосферным воздействиям, выдерживают действие кислот и солей. Фенолоформальдегидные пресс-порошки применяют в общем: приборостроении для изготовления деталей радиотехнического назначения и электронной аппаратуры, сложноармированных деталей. Из пресс-порошков делают также корпуса и крышки приборов, детали, работающие -при повышенной температуре или в условиях высокой влажности, но сравнительно малонагруженные.}

^{Пресс-порошки К-6-Б (асбестовая мука )Для изготовления деталей с повышенными требованиями по теплостойкости и механической прочности}

^{Пресс-порошки К-21-3)( кварцевая мука и молотая слюда) Для изготовления деталей с повышенной влагостойкостью и повышенными диэлектрическими свойствами Меламиноформальдегидные смолы бесцветны, и пресс-порошкам на их основе можно придать любой цвет. Физико-механические свойства их аналогичны фенолоформальде-дегидным пресс-порошкам, но они более стойки к действию электрической дуги.}

^{Пресс-порошки на основе мочевиноформальдегидных смол и целлюлозы (аминопласты) употребляются для изделий бытового назначения(посуда, тара) в некоторых деталей общего приборостроения (рукоятки, ручки, кнопки, клавиши, крышки).}

^{Пресс-порошок КМК-9 (на полисилоксановой смоле) отличается сочетанием высокой теплостойкости с хорошими диэлектрическими свойствами.}

^{Волокнистые пластмассы имеют более высокие показатели физико-механических свойств. От сочетания разных связующих с различными волокнами получают пресс-материалы с заданными свойствами.}

^{Волокниты — фенолоформальдегидная смола в сочетании с хлопчатобумажными очесами. Волокниты употребляют для изготовления несложных деталей общего технического назначения с повышенными требованиями к ударным нагрузкам. Ударопрочность волокнитов выше ударопрочности изделий из пресс-порошков.}

^{Асбоволокниты -К-65, КФ-3, фаолит получают на основе асбестового волокна и фенолоформальдегидной смолы. Такие пресс-материалы идут на изготовление электроизоляционных деталей повышенной прочности, работающих при повышенных температурах.}

^{Фаолит применяют в качестве теплозащитного и кислотоупорного.материала. Он вибро- и ударопрочен, более стоек к резким сменам температур и более вязок, чем керамические покрытия. Фаолит выпускают в виде листов различной толщины. При нагреве листы становятся пластичными и легко выкладываются по форме будущего изделия.}

^{Асбоволокниты КМК-218, К-41-5 на основе кремнийорганическнх (полисилоксановых) смол отличаются высокой теплостойкостью (200-— 300 °С) и повышенной дугостойкостью. Идут на изготовление электроизоляционных деталей, работающих при высоких температурах. Механическая прочность полисилоксановых асбоволокнитов ниже, чем фенолоформальдегидных, и они менее технологичны.}

^{Асбовинил-асбоволокншп на связующем лаке употребляется как футеровочный материал в химической, целлюлозно-бумажной и коксохимической промышленности. Из асбовинила изготовляют трубы и детали аппаратов, работающих в кислотах.}

^{Стекловолокниты АГ-4С, АГ-4В, ТВФЭ-2, ВТФН, КМС-9 стекловолокно сочетается со смолами. В качестве связующего употребляют модифицированные фенол оформальдегидные, меламиноформальдегидные, эпоксидные, полиэфирные, полисилоксановые смолы. Стекловолокниты применяют для изготовления конструкционных изделий и элементов радиотехнических устройств с повышенными требованиями к прочности и теплостойкости (200—350 °С).}

^{Стекловолокниты по характеру распределения стекловолокна в пластике делят на стекловолокниты неориентированные и ориентированные, рубленого и непрерывного волокна. Ориентированный непрерывный стекловолокнит, например марки СВАМ, используют для изготовления плит, листов, труб и изделий, имеющих форму тел вращения. Крупногабаритные изделия сравнительно простых форм — корпуса лодок, катеров, вагонов, двери, кровлю, ванны, умывальники, корпуса приборов и аппаратов — изготовляют из неориентированного рубленого стекловолокнита без избыточного давления при формовании. Фурфурально-ацетоноеые пластмассы на основе фурфуролыга-ацетоновой смолы и различных наполнителей — асбеста (ФАА), графита (ФАГ) и стеклянного волокна (ФАС) — обладают высокой теплостойкостью и диэлектрическими свойствами. ФАА — предназначается для изготовления тормозных колодок, ФАГ — для химического машиностроения, ФАС —для работы при высоких температурах.}