Пластические массы. Классификация

Простые пластмассы состоят из одного полимерного материала, поэтому в данном случае понятия "полимер" и "пластмасса" сов­падают (например, полиэтилен, фторопласт и др.).

Сложные пластмассы - композиции, в состав которых входят полимер как связующее вещество, а также _ наполнители, пластификаторы и другие вещества (например, стеклотекстолиты, фенопласты и др.).

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

Твердые наполнители:

- порошкообразные: древесная мука, кварцевый порошок и т.п.;

- волокнистые: стекловолокна, асбестовое волокно и др.;

- листовые: бумага, хлопчатобумажные ткани, стеклоткани, асботкани и т.д.

Пластификаторы (10-20 % по массе): вводят для повышения пластичности и облегчения переработки пластмасс в изделия (на­пример, косторовое масло, дибутил фталаты и др.).

Отвердители (небольшие добавки) применяют для ускорения отверждения полимеров.

Смазывающие вещества вводят для уменьшения прилипаемости пластмасс к поверхности форм при изготовлении изделий (напри­мер, олеиновая кислота и др.).

Красители используют для покраски пластмасс (охра, крон и др.).

Стабилизаторы - специальные добавки для замедления старе­ния пластмасс.

В зависимости от условий отверждения при нагреве (и без) по­лимеры и соответствующие им пластмассы подразделяют на термо­реактивные и термопластичные.

Термореактивные пластмассы (полимеры) - претерпевают при 150-300 °С необратимые изменения и переходят в твердое, не­плавкое и нерастворимое состояние под давлением либо без него в присутствии добавок отвердителя. Примеры: эпоксидная смола, фенолформальдегидные и др. полимеры.

Термопластические пластмассы (полимеры) - термопласты, ко­торые при нагреве размягчаются и переходят в пластическое, вязко-текущее состояние. Эти пластмассы твердеют при охлаждении. При­меры: полиэтилен, полистирол, фторопласты, органическое стекло и др.

Часто пластмассы подразделяют на: конструкционные, элек­тротехнические, химически стойкие и др. Однако многие пластмассы обладают комплексом свойств.

Практически удобной является классификация пластмасс по виду наполнителя: слоистые, газонаполненные, с порошкообразным наполнителем и др.

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 - фенолфторальдегидные,эпоксидные и др. смолы.

Слоистые пластмассы применяют как конструкционные, элек­тротехнические и поделочные материалы.

Наиболее распространенными слоистыми пластмассами явля­ются: _гетинакс, текстолит, стеклопластик, асботекстолит, дрсвеснослоистые пластики (ДСП).

Гетинакс. Наполнитель - параллельно уложенные слои бумаги, связующее - фенолформальдегидные и другие смолы. Гетинакс имеет высокую механическую прочность. Он является электроизолятором. Применяют для изготовления панелей, щитков и т.д. в электро- и ра­диотехнике. При использовании прочной бумаги он может быть ис­пользован как конструкционный материал, для корпусов приборов и малонагруженных изделий.

Его применяют для внутренней облицовки автомобилей, _ ваго­нов, автобусов, трамваев, самолетов, кают судов, стен, дверей и т.п.

Текстолит - слоистый пластик, в котором в качестве наполни­теля использованы бязь, миткаль и другие ткани, а в качестве связую­щего фенолформальдегидная смола (или др.).

По назначению текстолиты подразделяют на конструкци­онные, электротехнические и специальные.

Конструкционный текстолит (например ПТК - плиточный тек­столит конструкционный) имеет предел прочности при растяжении не ниже 10 кГ/мм ² . Текстолит имеет в паре со сталью низкий коэф­фициент трения и высокую износостойкость. Его широко применяют для бесшумных зубчатых и червячных колес, подшипников скольже­ния.

ДСП - древеснослоистые пластмассы - получают в виде лис­тов и плит горячим прессованием тонких листов древесного шпона, пропитанных феноло- или крезольно-формадегидными смолами.

В зависимости от направления волокон можно получать анизо­тропные материалы. ДСП имеют высокую механическую прочность. Их применяют как конструкционные материалы для изготовления частей автомобилей, автобусов, троллейбусов, вагонов, лодок, дета­лей машин, шкивов

Из ДСП изготавливают зубчатые колеса, вкладыши подшипни­ков. Недостаток ДСП - чувствительность к влаге.

Асботекстолит - слоистый пластик, состоящий из асбестовой ткани и различных термореактивных смол. Асботекстолит - тепло-изолятор и электроизолятор. Асботескстолит обладает хорошими фрикционными свойствами и его широко применяют в качестве тор­мозных колодок фрикционных дисков и пр.

Стеклотекстолиты. Наполнитель - стеклоткань, связующий - термореактивные фенолформальдегидные и др. смолы. Стеклотексто­литы - анизотропные материалы (на основе 32 кГ/мм², по утку ~ 20 кГ/мм ²). Стеклопласты имеют высокую прочность, хорошую химиче­скую стойкость, несгорасмость.

Стеклотекстолит конструкционный используют для высоко­прочных изделий: кабины автомобилей, автобусов, трамваев, трубы, емкости и пр.

Стекловолокнистые материалыанизотропны и используют для сильно нагруженных изделий.

Термопласты - композиционные материалы с порошкообразны­ми органическими или минеральными наполнителями (древесная мука, порошок кварца и пр., хлопковые очесы, асбестовые волокна и др.).

Прессматериалы - термопласты, полученные давлением. Свя­зующие- эпоксидная смола, фенолформальдегидная смола и др.

Из них изготавливают термо- и электроматериалы, тормозные колодки и диски, детали насосов, краны, трубы и пр., зубчатые колеса.

Термопласты литьевые, пленочные и листовые. К ним относят­ся полиэтилен, полихлорвинилхлорид, фторопласты, полистирол, полиметакрилаты и др.

Полиэтилен. Различают полиэтилен высокого давления (ПДВ) и низкого давления (ВНД) ПДВ отличается несколько большей плотностью и прочностью Полиэтилсн-электроизолятор, стоек к ще­лочам, многим кислотам, маслам и пр. Делают трубы, пленки и пр.

Поливинилхлорид. Диэлектрик. Изготавливают трубы, флан­цы, муфты, детали насосов. Пасты из ПВХ используют для защиты металлов от коррозии.

Фторопласты - фторосодержащие полимеры винильноготипа (ФПЗ, ФП4 и др.). Фторопласты имеют высокую степень кристаллич­ности (93-97%) ФТ-4 имеет уникальное сочетание свойств. Устойчив в агрессивных средах, диэлектрик, обладает антифрикционными свойст­вами.

Полистирол. Полистирол и его сополимеры водостойки и стойки к щелочам и кислотам, но набухают в смазках и топливе. Диапазон температур использования (-40- +60°С). Используют для изго­товления деталей, сосудов, аккумуляторных батарей, баков в авто- и самолетостроении.

Полиамиды - нэйлон, капрон и др. (ММ выше 20000) имеют высокую прочность, низкий коэффициент трения, сопротивляются абразивному износу. Применяют для изготовления подшипников, зуб­чатых колес, кулачков и пр.

Оргстекло - органическое стекло - термопласт. Оно оптиче­ски прозрачно, является атмосферостойким. Его широко используют для остекления автомобилей, автобусов, самолетов, зданий, в приборах и т.д.

Оргстекло - термопласт на основе сложных эфиров акриловой и метакриловой кислот. Наиболее широко применяют полиметилметакрилат.

Газонаполненные пластмассы - пенопласты.

Пенопласты - легкие материалы, имеющие пористую структуру (вроде застывшей пены). Широкое применение получили пенопласты на основе полистирола, поливинилхлорида, полиуретана, фенольных смол.

Основные свойства пенопластов: плотность r =0,025-0,5 г/см ³; высокие звукопоглощающие и теплоизолирующие свойства. Обладают высокими демпфирующими и амортизационными свойствами.

Заполнение пенопластами полых деталей и конструкцийувеличивает их устойчивость, вибрационную и усталостную прочность.

Армированные пенопласты обладают высокой удельной прочностью и жесткостью. Они применяются как конструкционные материалы, состоящие из чередующихся слоев пенопласта и листовой металлической, стеклопластиковой или другой армировки.