Home Методичні матеріали Технологія конструкційних матеріалів Пластмаси, їх види, будова та властивості
Пластмаси, їх види, будова та властивості PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
26.03.2009 14:04

Пластмасами називають матеріали у вигляді полімерних композицій, які переробляється у вироби методами, заснованими на пластичному деформуванні.

Унікальне поєднання фізико-механічних, хімічних та технологічних властивостей у пластмасах робить їх цінними та важливими конструкційними матеріалами різних галузей сучасної промисловості та техніки. Вироби із пластмас характеризуються невеликою вагою (ρ=0,15—0,2г/см2), достатньо високими міцністю, водостійкістю, фрикційністю чи антифрикційністю, достатньо високими тепло- та електроізоляційністю тощо. Вони стійкі до агресивних середовищ, добре обробляються різанням і добре склеюються і зварюються.

Залежно від складу пластмаси поділяються на прості та складні.

 

Полімерною основою складної пластмаси є природні або частіше синтетичні смоли, ефіри целюлози та інші полімери, які відіграють роль зв’язуючої речовини в пластмасі та визначають її основні властивості.

Іншими важливими компонентами складної пластмаси є наповнювачі. Це речовини органічного або неорганічного походження, які за формою можуть бути порошкоподібної, волокнистої, шаровидної чи іншої форми. Вони входять у пластмасу в кількості 40–70% за масою, покращують її властивості та зменшують коштовність.

За типом наповнювача складні пластмаси поділяються на порошкові (наповнювачі – деревинна мука, графіт, цегла, цемент та ін); волокнисті (папіробавовняні нитки, скловолокно тощо); шаровинні (щільний папір, папіробавовняна тканина, шпон та ін); кришіноподібні (шматочки тканини, шпона тощо); газонаповнені (повітря або нейтральні гази).
Для підвищення еластичності та зниження температури склування в пластмасу при виготовленні додають пластифікатори (камфора, дібутілфталат та ін), а для надання термостабільності та гальмування процесів старіння – стабілізатори (крохмаль, желатин та ін).

Для перетворення лінійної молекулярної структури у просторову-сітчасту з метою підвищення механічних характеристик у пластмаси вводять речовини, які називаються затверджувачами (органічні перекисі та ін), і для прискорення процесу затвердіння – каталізатори (вапно, окис магнію та ін).

За характером зв’язуюючої речовини (полімерної основи) пластмаси поділяються на термопластичні та термореактивні.
Термопластичні пластмаси (термопласти) виготовляються на основі термопластичних полімерів, тобто таких, які при нагріві не зазнають незворотних структурних перетворень, і тому можуть повторно перероблятись у вироби нагрівом. Такі пластмаси, як правило, чисті гомо- або сополімери. Вони характеризуються невеликою усадкою (1 – 3%), зручні в переробці, у виробництві тощо. Типовими представниками термопластів можуть бути: 

Поліетилен (ПЕ) – твердий, легкий і водостійкий матеріал, гарний діелектрик з високою морозостійкістю (до –60оС), стійкий проти агресивних середовищ. Застосовується для виготовлення кабелів, плівок, труб, ємностей як технічного, так і побутового призначення тощо.

Полістирол (ПС) – твердий аморфний продукт, виготовляється у вигляді листів, стержнів (блоків) або порошку, наділений гарними оптичними властивостями (світлопроникність до 90%, показник заломлення 1,6). Застосовується для виготовлення елементів оптики. 

Полістирол є також гарним діелектриком і тому широко застосовується для виготовлення корпусів та деталей радіо- та телеприймачів тощо. 

Висока стійкість полістиролу до спиртів, бензину та інших речовин також визначають специфіку його застосування у хімічній промисловості та медицині. Він добре обробляється різанням та склеюється.

Поліметилметакрилат (ПММА, органічне скло) – твердий прозорий безкольоровий аморфний матеріал густиною 1,19г/см3. Не розчиняється у воді, спиртах, стійкий до дії розбавлених луг, кислот, фізіологічно не шкідливий і стійкий до біологічних середовищ. Характеризується високою прозорістю. Виготовляється у вигляді листів товщиною від 0,8мм до 24мм, які характеризуються високою атмосферостійкістю, добрими фізико-механічними та електроізоляційними властивостями. Застосовуються ПММА у авіабудуванні (фонарі, блістери, ілюмінатори тощо), автомобілебудуванні (деталі внутрішнього освітлення, захисні ковпаків ліхтарів заднього освітлення, осклування кабін тощо).

Політетрафторетилен (ПТФЕ, фторопласт–4) – кристалічний полімер білого кольору, густиною 2,15–2,24г/см3, хімічно найбільш стійкий із всіх відомих термопластів. ПТФЕ не розчиняється у жодному розчиннику, не реагує на кислоти та луги, на міцні окислювачі та агресивне середовище. Він є одним з кращих діелектриків, характеризується високою морозостійкістю (до –195оС) і високою теплостійкістю (до 250 оС). Широко застосовується в радіо- та електротехніці як ізоляційний матеріал для проводів, кабелів, конденсаторів, трансформаторів і пристроїв, що працюють у агресивних середовищах, а також при підвищених температурах. 

У хімічній промисловості застосовується для виготовлення труб, прокладок, мембран, вентилів, кранів, антикорозійних та антифрикційних покриттів.

Широко застосовується ПТФЕ у космічній, авіаційній і автобудівельній техніці (електроізоляційні прокладки, підшипники ковзання тощо), у текстильній та харчовій промисловості, а також у медицині (протези, клапани сердцевої хірургії тощо).

Термореактивні пластмаси, основу яких складають полімери, які набувають у процесі затвердіння просторово-сітчастої структури з високою міцністю поперечних зв’язків (феноло-формальдегідні, епоксидні, кремнійорганічні та інні смоли), і тому стають нездатними до зворотніх структурних перетворень, є складними за вмістом матеріалами. Вони як правило характеризуються високою міцністю, тепло- та хімічною стійкістю, невисокою усадкою тощо. Поділяються термореактивні пластмаси на:

прес-порошки – основа фенолоформальдегідна (фенопласти) або карбамід на (аміни) смола, а в якості наповнювача – цемент, молотий тальк, деревинна мука тощо. Теплостійкість фенопластів до 2000С, а амінів – до 1000С.

Застосовуються для виготовлення електроізоляційних деталей, побутових виробів і т.н.;

компаунди – основа кремнієвоорганічні полімери, наповнювачі – азбест, кварцовий порошок та ін. Теплостійкість до 3000С, висока електроізоляційність;

волокнити (азбоволокнити, скловолокнити) – основа фенолоформальдегідна смола, наповнювачі – волокнисті речовини (бововняні очоси, азбестове та скловолокно). Характеризуються підвищеною ударною в’язкістю, теплостійкістю до +2000С. Застосовуються для виготовлення шківів, маховиків, для деталей гальмувальних пристроїв (азбоволокнити), для виробів з підвищеною механічною міцністю і термостійкістю (скловолокнити).

Особливу групу термореактивних пластмас складають так звані шпаровинні пластики, до яких належать:
гетинакс – основа феноло-формальдегідна або карбамідна смола, наповнювач – листи різних сортів паперу. Дешевий і добрий електроізоляційний матеріал. Застосовується в електротехніці, а також як декоративний матеріал;
текстоліт – шаровинний матеріал, який одержується пресуванням укладеної шарами папірово-бавовняної тканини у середовищі феноло-формальдегідної смоли. Характеризується мастило- і бензостійкістю, доброю водостійкістю, високими фізико-механічними властивостями.

Широко застосовується у машинобудуванні для виготовлення прокладних кілець, шестерен, вкладишів підшипників, деталей у радіо- та електротехніці;

склотекстоліт – основа феноло-формальдегідна смола, наповнювач – склотканина. Характеризується підвищеною термостійкістю і морозостійкістю. Застосовують для виготовлення великогабаритних виробів.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить