Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Материаловедение и слесарное дело
Посмотреть оригинал

Винипласт.

Достоинствами винипластов являются высокие механические свойства, химическая стойкость, технологичность переработки в изделия, обрабатываемость резанием.

Рабочая температура винипласта от 0 до 40 °С, при резких колебаниях температуры коробится, а при нагреве выше 40 °С разупрочняется и теряет жесткость. Винипласт при пониженных температурах становится хрупким. Он не горит, но при температуре 120—140 °С начинает размягчаться, что используется при сварке изделий из винипласта. Температура разложения 160—200 °С. Склонен к старению под влиянием атмосферных воздействий и химических реагентов.

Винипласт выпускают преимущественно в виде листов и профильного проката (труб, прутков, уголка и т.п.). Изделия из винипласта изготовляют выдавливанием, штамповкой при температуре 130 °С; механической обработкой; сваркой; склейкой перхлорвини- ловым клеем.

Из винипласта изготовляют емкости в химическом машиностроении, корпуса и сепараторы для аккумуляторных батарей, вентили, клапаны, фитинги для трубопроводов, детали насосов и вентиляторов и другие изделия.

Во все композиции на основе поливинилхлорида вводят стабилизирующие вещества для защиты от теплоты и света. Например, сажа, поглощая свет, служит светостабилизатором.

Фторопласты. Эти полимеры состоят преимущественно из углерода и фтора: тетрафторэтилен (CF2 = CF2), винилфторид (СН2 = CHF) и др.

Достоинствами фторопластов является высокая стойкость к воздействию агрессивных сред, в том числе сильных кислот, щелочей, за исключением плавиковой (фтористо-водородистой) кислоты. Фторопласты термостойки — температура их интенсивного термоокислительного разложения составляет 400 °С. Фторопласты некоторых марок обладают уникальными антифрикционными свойствами, износостойкостью при трении без подвода смазочного материала.

Политетрафторэтилен (ПТФЭ) — наиболее широко распространенный представитель фторопластов: фторопласт-4, тефлон, флюон. ПТФЭ является самым стойким из всех машиностроительных материалов к воздействию агрессивных сред, климатических факторов, микроорганизмов.

Наибольшее применение в промышленности получили непрозрачные для света фторопласт-4 и фторопласт-3. Фторопласт-4 химически абсолютно стоек. На него оказывают действие только расплавы солей щелочных металлов и фтор при высоких температурах. Коэффициент трения фторопласта-4 в семь раз ниже коэффициента трения хорошо полированной стали, что способствует его использованию в машиностроении для трущихся деталей без применения смазки, но при незначительных нагрузках, так как фторопласт-4 обладает хладотекучестью, увеличивающейся с повышением температуры. Для устранения этого существенного недостатка в состав композиций вводят различные модификаторы и наполнители. Фторопласт-4 работает в интервале температур от —250 до +260 °С.

Фторопласт-4 применяют для изготовления конденсаторных и электроизоляционных пленок, антифрикционных материалов, са- мосмазывающихся вкладышей подшипников, уплотнительных деталей — прокладок, набивок, работающих в агрессивных средах; труб, гибких шлангов, кранов, тары пищевых продуктов; его используют в восстановительной хирургии. Фторопласты также нашли применение для защиты металла от воздействия агрессивных сред. Покрытие производится из суспензий или эмульсий с последующим спеканием.

Фторопласт-4 не перерабатывается в изделие обычными для термопластов методами, так как не переходит в вязкотекучее состояние.

Изделия из фторопласта-4 получают спеканием при температуре 350— 370 °С порошка, спрессованного по форме детали.

Разработаны различные его модификации — фторопласт-4Д, фторопласт-4М (-4МБ, -4МБ-2, -4МД), фторопласт-4НА и др. Они более технологичны в переработке, допускают возможность изготовления изделий литьем под давлением.

Для изготовления пленок, лаков, волокон, тканей, защитных покрытий применяется фторопласт-3 (фторлон-3, дайфлон, флюоре- тен). Фторопласт-3 при нагреве до температуре 210 °С размягчается и плавится, что и дает возможность перерабатывать его методом литья под давлением.

Полимеры сложных виниловых эфиров используются в качестве основы адгезионных материалов. Представителями этой подгруппы являются поливинилацетат (ПВА) и поливинилбутиралъ (ПВБ).

Полиамиды — полимерные материалы, содержащие в основной цепи макромолекул азот и являющиеся одним из самых распространенных конструкционных полимерных материалов.

В зависимости от состава компонентов, условий полимеризации возможно получение полиамидов с различными механическими и теплофизическими свойствами. Отечественная промышленность выпускает полиамиды различных марок: П6 (капрон), П66 (анид), капро- лон и др.

Капрон получил наибольшее распространение как относительно дешевый и наименее дефицитный материал из многих марок полиамидов. Главным его достоинством как конструкционного материала является сочетание высокой прочности, износо-, тепло- и химической стойкости с технологичностью переработки в изделие.

Износостойкость капрона в несколько раз выше, чем стали, чугуна и некоторых цветных металлов. Наилучшими антифрикционными свойствами обладает капрон с добавлением 3—5% графита.

Для изготовления деталей из капрона и других полиамидов наиболее широко используют метод литья под давлением. Капрон хорошо обрабатывается резанием, склеивается и сваривается. Из него выполняют детали антифрикционного назначения, подшипники, зубчатые колеса, кронштейны, рукоятки, крышки, корпуса, трубопроводную арматуру, прокладки, шайбы. Используют полиамиды также для изготовления нитей, корда, тканей.

Полистирол представляет собой продукт полимеризации стирола.

Выпускают следующие виды полистирола и материалов на его основе:

  • — общего назначения;
  • — ударопрочный;
  • — вспенивающийся;
  • — акрилонитрилбутадиенстирольные пластики (АБС);
  • — сополимеры стирола.

Полистирол общего назначения — это бесцветный прозрачный материал, обладающий абсолютной водостойкостью, высокими электроизоляционными свойствами, светостойкостью и твердостью. Полистирол стоек к плесени, к щелочным и кислым средам. Главное применение полистирола этого вида — детали радиоаппаратуры, неответственные конструкционные детали, изделия бытового назначения. Ответственные детали из этого вида полистирола не изготовляют ввиду его хрупкости.

В технике широко применяют сополимеры стирола. Сополимери- зация улучшает свойства чистого полимера (механическую прочность, теплостойкость). При сополимеризации стирола с нитрильным каучуком получают материал ПКНД, обладающий большой гибкостью, и более прочный материал СНП.

Полиметилметакрилат (органическое стекло) обладает прозрачностью, твердостью, стойкостью к атмосферным воздействиям, водостойкостью, стойкостью ко многим минеральным и органическим растворителям, высокими электроизоляционными и антикоррозийными свойствами. Он выпускается в виде прозрачных листов и блоков.

Органические стекла выгодно отличаются от минеральных низкой плотностью, упругостью, отсутствием хрупкости, более высокой све- топрозрачностью, легкой формуемостью в детали сложной формы, простотой механической обработки, а также свариваемостью и склеи- ваемостью. Однако органические стекла, в отличие от минеральных, обладают более низкой поверхностной твердостью. Поэтому поверхность органического стекла легко повреждается, и его оптические свойства резко падают. Кроме того, органическое стекло легко воспламеняется.

Крупные изделия из органического стекла методом формования при помощи вакуума изготовляют из разогретых листов, мелкие — штамповкой, вытяжкой, выдуванием горячим воздухом.

Органическое стекло растворяется в дихлорэтане. Раствор органического стекла в дихлорэтане используют в качестве клея для соединения стекла.

Органическое стекло применяется для изготовления санитарнотехнического оборудования, светильников, фонарей, деталей приборов управления.

Поликарбонаты — это термопластические материалы, обладающие ценными свойствами: высокой поверхностной твердостью, ударной прочностью и теплостойкостью. Они водостойки и стойки к окислительным средам при повышенных температурах, морозостойкости (до — 100 °С), обладают хорошими электроизоляционными свойствами.

Поликарбонаты обладают высокой прозрачностью и могут быть использованы вместо силикатного стекла. Применяются для изготовления зубчатых колес, втулок, клапанов, кулачков и т.п., а также электроизоляционных деталей. Поликарбонаты перерабатываются в изделия всеми способами, применяемыми для изготовления изделий из термопластов.

Полиимиды — это термопластичные пластмассы, обладающие высокой нагревостойкостью (до 250 °С), хорошими электрическими характеристиками и механическими свойствами. Способны выдерживать ударные нагрузки, морозостойки. Изделия из полиимидов успешно эксплуатируются при температурах от — 200 до 350 °С (кратковременно до 400 °С).

Полиимиды химически стойки. Они не растворяются в большинстве органических растворителей, на них не действуют разбавленные кислоты, минеральные масла и вода. Разрушение полиимидов вызывают концентрированные кислоты и щелочи, а также перегретый водяной пар.

Полиимиды применяют для получения конструкционных материалов, клеев, пленок, лаков. Из полиимидов изготовляют электроизоляционные пленки светло-желтой или коричневой окраски. Полиимид- ные пленки выпускают толщиной от 5 до 100 мкм и более. Используют как чистые полиимиды, так и наполненные стекловолокном и другими нагревостойкими наполнителями. Изделия из полиимидов изготовляют литьем под давлением и прессованием.

Пентапласт — это полимер, отличающийся химической стойкостью и атмосферостойкостью. По водостойкости пентапласт сравним с фторопластами, полиэтиленом и полистиролом.

Кремнийорганические полимеры (силиконы). Важнейшими свойствами применяемых силиконов является высокая термическая стойкость, стойкость к воздействию окислительных и агрессивных сред, высокие диэлектрические свойства.

На основе силиконов разработаны клеи, лаки, эмали, смазки. Для повышения адгезионных свойств лаков и эмалей в состав силиконов вводят эпоксидные, полиэфирные и фенольные смолы. Силиконы широко применяются в электротехнической промышленности, машино- и авиастроении. Каучуки, модифицированные силиконами, используют для получения морозостойких и теплостойких резин.

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) — лавсан, представляет собой сложный полиэфир. ПЭТФ не растворяется в большинстве органических растворителей, имеет высокую температуру плавления (255— 260 °С), стоек к действию слабых щелочей, смазок, масел, спиртов, эфиров. В основном лавсан применяется в виде пленок и волокон, которые получают из расплава.

Полиформальдегид (ПФ) и сополимеры формальдегида — СФД и СТД. Материалы этой группы характеризуются сочетанием высоких показателей ударной вязкости, модуля упругости при растяжении и изгибе. По механическим характеристикам они превосходят большинство термопластов, отличаются высокой износостойкостью, низким коэффициентом трения, малой ползучестью.

Основные области применения полиформальдегидов — детали машин, в том числе детали узлов трения.

Фенолоформалъдегидные смолы — продукт взаимодействия фенола с фольмальдегидом; обладают высокой атмосферо- и термостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами. Они растворяются в растворах едких щелочей, фенолах и многих органических растворителях. Применяются для изготовления пропиточных композиций, клеев, лаков и в качестве основы композиционных материалов.

Фенопласты изготовляют на основе фенолформальдегидных смол, они широко распространены благодаря простому и дешевому способу получения сырья и его переработки в изделия. Фенопласты отличаются высокими физико-механическими свойствами, а также стойкостью к кислотам, щелочам и органическим растворителям. Из фенолформальдегидных смол с вводом наполнителей получают пресс-порошки, волокнистые и слоистые пластики.

Среди термореактивных полимерных материалов наиболее перспективны ароматические полиамиды. Промышленное значение имеет ароматический полиамид — фенилон (П, С1, С2). Фенилоны благодаря высоким механическим свойствам, износо-, термо- и теплостойкости, химической стойкости применяют для изготовления деталей узлов трения, в том числе эксплуатируемых при повышенных температурах (до 220 °С), давлениях рабочей среды (до 35 МПа), нагрузках (до 20 МПа).

Текстолит — это слоистый полимерный материал, где в качестве наполнителя используется хлопчатобумажная ткань, а в качестве связующего — фенолформальдегидная смола.

Текстолит обладает относительно высокой механической прочностью, малой плотностью, высокими антифрикционными свойствами, высокой стойкостью к вибрационным нагрузкам, износостойкостью и хорошими диэлектрическими свойствами.

Текстолит нашел широкое применение как заменитель цветных металлов для вкладышей подшипников скольжения, для изготовления зубчатых шестерен в автомобилях и других технических изделий для авиа- и машиностроения. Текстолитовые шестерни в отличие от металлических работают бесшумно. Из электротехнического текстолита изготовляют детали повышенной прочности электроустановок для работы на воздухе и в трансформаторном масле.

Гетинакс изготовляют горячей прессовкой листов бумаги, пропитанной фенолформальдегидной смолой. Обладает высокими диэлектрическими свойствами, но меньшей, чем текстолит, механической прочностью. Гетинакс выпускают под марками А, Б, В, Г. Марки А и Б отличаются повышенными диэлектрическими свойствами, марки В и Г — повышенной механической прочностью.

Гетинакс применяется для изготовления изоляционных деталей электрооборудования, декоративных материалов для отделочных работ, а также для изготовления фасонных изделий технического и бытового назначения.

Асботекстолит изготовляют горячим прессованием на основе асбестовой ткани, пропитанной фенолформальдегидной смолой. Для повышения механической прочности и теплопроводности асбестовая ткань может армироваться медной проволокой.

Асботекстолит устойчив к резким колебаниям температуры и влажности, отличается высокими фрикционными, электроизоляционными и теплоизоляционными свойствами. Однако асботекстолит не следует подвергать действию температуры свыше 370 °С во избежание разрушения асбеста из-за потери гигроскопической воды, а также контакту с водой и маслом, которые, как и нагрев, снижают коэффициент трения.

Из асботекстолита изготовляют фрикционные накладки для тормозных колодок и дисков сцепления. Замасленные асботекстолито- вые накладки следует промывать бензином. Накладки дисков сцепления и тормозных колодок могут быть изготовлены с добавкой каолина.

Карболит представляет собой пластмассу, в которой наполнителем служат древесная мука или глина. Рабочая температура эксплуатации деталей из карболита не должна превышать 80 °С, и их следует оберегать от влаги.

Из карболита изготовляют крышку и ротор прерывателя-распределителя, изоляторы катушки зажигания и другие электротехнические детали.

Полиарилаты — синтетические полимеры, обладающие высокой прочностью, термостойкостью (температура терморазложения около 700 °С), огнестойкостью. Устойчивы к воздействию ультрафиолетового и ионизирующего излучений, растворов минеральных и органических кислот, некоторых окислителей, бензина.

Применяются полиарилаты для изготовления конструкционных деталей, работающих при высокой температуре.

Эпоксидные смолы — синтетические полимеры, обладающие высокой адгезией к металлам, стеклу, керамике и другим материалам. Отвержденные эпоксидные смолы устойчивы к воздействию щелочей, окислителей и большинства неорганических кислот, но разрушаются в органических кислотах, углеводородах.

Применяются эпоксидные смолы в качестве связующих в композиционных материалах, клеях, лаках.

Стеклопластики изготовляют из синтетических смол (связующих) и стеклянного волокна (армирующий, усиливающий наполнитель). В качестве связующего чаще всего используют эпоксидные, фенолформальдегидные, полиэфирные и кремнийорганические смолы. Наполнитель — стеклянное волокно толщиной в тысячные доли миллиметра пронизывает каждый миллиметр пластмассы.

Стеклопластики обладают особо высокой механической прочностью, теплостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами и стойкостью против воздействия воды, масел, топлив, разбавленных кислот и многих органических растворителей.

В автомобилестроении из стеклопластиков изготовляют кузова и другие крупногабаритные и высоконагруженные детали.

Газонаполненные пластмассы состоят из мельчайших ячеек или пор, отделенных друг от друга тонкой пленкой полимера; материалы, состоящие из замкнутых, не сообщающихся ячеек, называются пенопластами, а материалы, в которых преобладают сообщающиеся между собой: поры, — поропластами. Когда от материала требуются высокие тепло- и электроизоляционные свойства, применяют пенопласты. Для звукоизоляции используют поропласты.

Пено- и поропласты получают насыщением расплавленной смолы вспенивателями, при этом происходит вспенивание полимера.

Наибольшее применение из пенопластов получили пенополиуретаны. Например, пенополиуретан ПУ—101, обладающий высокой эластичностью, используется для изготовления автомобильных сидений и спинок.

Фолъгированные пластмассы представляют собой слоистый пластик (гетинакс, стеклотекстолит), облицованный с одной или двух сторон медной фольгой толщиной 35 или 50 мкм. Медную фольгу получают электролитическим осаждением. Склеивание фольги с пластиком производят клеем БФ-4 в процессе прессования.

Фольгированные пластмассы имеют специальное назначение: их применяют при изготовлении плат с печатным монтажом в радиоэлектронике, кодовых переключателей автомобильной охранной сигнализации, печатных якорей микроэлектродвигателей и других деталей.

Неорганические полимеры. Среди неорганических полимеров наибольшее практическое применение получили углерод, кремний, германий, бор и селен. Полимерная форма углерода — графит используется не только как самостоятельный машиностроительный материал, но и как составляющая композиционных материалов. Графит и материалы на его основе применяют в автомобилестроении для изготовления деталей узлов трения (выжимной подшипник сцепления), подвижных контактов приборов электрооборудования автомобилей (центральный контакт крышки прерывателя-распределителя, щетки генератора и стартера) и др. Кремний используется при изготовлении полупроводниковых приборов. Кристаллический бор представляет собой вещество, по твердости уступающее только алмазу. Его применяют для повышения термостойкости и твердости деталей ответственного назначения. Например, для покрытия компрессионных поршневых колец.

Технология переработки полимеров.

Термопласты перерабатывают в изделия на высокопроизводительном оборудовании, принцип работы которого основан на свойстве материала обратимо переходить в вязкотекучее состояние. Промышленное применение получили следующие методы переработки термопластов:

  • — экструзией (выдавливанием);
  • — литьем под давлением;
  • — компрессионным формованием;
  • — спеканием;
  • — механической обработкой.
 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы