Читайте также:
|
Пластмассы — это синтетические материалы, получаемые на основе органических и элементоорганических полимеров. Свойства пластмасс определяются свойствами полимеров, составляющих их основу.
Пластмассы состоят из нескольких компонентов: связующего вещества, наполнителя, пластификатора и др. Обязательным компонентом является связующее вещество. Такие простые пластмассы, как полиэтилен, вообще состоят из одного связующего вещества.
Наполнителями служат твердые материалы органического и неорганического происхождения. Они придают пластмассам прочность, твердость, теплостойкость, а также некоторые специальные свойства, например антифрикционные или, наоборот, фрикционные. Кроме того, наполнители снимают усадку при прессовании.
Пластификаторы представляют собой нелетучие жидкости с низкой температурой замерзания. Растворяясь в полимере, пластификаторы повышают его способность к пластической деформации. Их вводят для расширения температурной области высокоэластического состояния, снижения жесткости пластмасс и температуры хрупкости. В качестве пластификатора применяют сложные эфиры, низкомолекулярные полимеры и др. Пластификаторы должны оставаться стабильными в условиях эксплуатации. Их наличие улучшает морозостойкость и огнестойкость пластмасс.
В состав пластмасс могут также входить стабилизаторы, отвердители, красители и другие вещества.
Стабилизаторы вводят в пластмассы для повышения долговечности. Светостабилизаторы предотвращают фотоокисление, а антиокислители — термоокислительные реакции.
Отвердители изменяют структуру полимеров, влияя на свойства пластмасс. Чаще используют отвердители, ускоряющие полимеризацию. К ним относятся оксиды некоторых металлов, уротропин и др.
Специальные химические добавки вводят с различными целями; например, сильные органические яды-фунгициды — для предохранения пластмасс от плесени и поедания насекомыми в условиях тропиков.
Смазывающие вещества (стеарин, олеиновая кислота) применяют для предотвращения прилипания пластмассы к оборудованию при производстве и эксплуатации изделий.
Красители и пигменты придают желаемую окраску пластмассам.
Классифицируют пластмассы по нескольким признакам:
1) по способу синтеза:
- получаемые полимеризацией — молекулы мономера соединяются без образования побочных продуктов;
- получаемые поликонденсацией — состав получаемых полимеров отличается от состава исходных веществ, т.к. при реакции образуются дополнительные низкомолекулярные продукты;
- получаемые методом химической модификации — заменой атомов водорода или других элементов на новые атомы и группы в самой полимерной цепи (например, хлорирование полимеров);
2) по виду наполнителя:
- с твердым наполнителем в виде порошков (графит, древесная мука, кварц, гипс и др.);
-с твердым наполнителем в виде волокон (очесов хлопка и льна, волокон из стекла и асбеста);
- с твердым наполнителем в виде слоистых материалов (тканей х/б, стеклянной, асбестовой, бумаги);
- с газообразным наполнителем;
3) по отношению к нагреванию:
- термопластичные — при нагревании размягчаются, а при охлаждении затвердевают. Никаких необратимых химических превращений при нагревании и охлаждении в них не происходит. Как правило, это чистые полимеры или композиции полимеров с пластификаторами и противостарителями. Термопласты отличаются низкой усадкой, малой хрупкостью, большой упругостью и способностью к ориентации;
- термореактивные — после тепловой обработки переходят в термостабильное состояние. Реактопласты отличаются хрупкостью, имеют большую усадку и содержат в своем составе наполнители;
4) по применению:
- силовые (конструкционные, фрикционные, антифрикционные);
- несиловые (оптически прозрачные, химически стойкие, электро- и теплоизоляционные, декоративные, уплотнительные и др.);
5) по структуре:
- аморфные;
- кристаллические.
Для пластмасс характерны следующие свойства:
• низкая плотность;
• высокая коррозионная стойкость;
• высокие диэлектрические свойства;
• хорошая окрашиваемость в любые цвета;
• механические свойства широкого диапазона;
• антифрикционные свойства;
• высокие теплоизоляционные;
• высокие адгезионные свойства;
• хорошие технологические свойства.
Методы изготовления деталей из пластмасс определяются свойствами самих пластмасс. Основными методами являются экструзия, литье, литьевое прессование, вакуумное и пневматическое формование, вальцевание, вспенивание, сварка, горячее напыление, строгание в листы, обработка на станках со снятием стружки.
Экструзия — выдавливание расплава через калиброванное отверстие мундштука. Сечение отверстия определяет поперечную форму изделия. Данным методом получают стержни различного профиля, трубы, листы, пленки.
Прессование заключается в формообразовании изделия в закрытой полости (ручье) специального инструмента — штампа (пресс-формы). Различают горячее и холодное прессование. При горячем прессовании нагретую композицию (гранулы, ткани, пропитанные смолой) помещают в нагретую пресс-форму. При смыкании половинок пресс-формы композиция заполняет всю полость ручья. Изделие выдерживают в пресс-форме до отвердения. Подогрев композиции в пресс-форме проводят токами высокой частоты, паром, перегретой водой. Горячим прессованием перерабатывают композиции на основе фенолоальдегидных смол, аминопласты и армированные полиэфирные пластики. Метод применяют для получения корпусных и мелких деталей. При холодном прессовании композицию не нагревают. Прессование проводят при давлении 14–120 МПа. После прессования заготовку нагревают до 80–260 °С. данным методом перерабатывают асфальтопековые пластмассы и композиции на основе фенолоальдегидных смол, а также получают неглубокие корпусные детали. При литьевом прессовании композицию в расплавленном состоянии выдавливают в ручей пресс-формы, затем выдерживают до затвердевания. Таким методом изготавливают сложные изделия (с ребрами, резьбой, выступами, выемками и т.д.) из термореактивных смол и высоковязких термопластов.
Методом штамповки перерабатываются листовые материалы из термопластов (полистирол, полиамиды, фторопласты и т.д.).
Формообразование изделий способом направленной вытяжки производится силовым воздействием на нагретый лист, установленный между пуансоном и матрицей. При формообразовании способом свободной вытяжки пуансон отсутствует, а лист прижимается к матрице или воздействием на наружную сторону листа избыточного давления, или воздействием на внутреннюю сторону листа разряжением.
Вспенивание применяют для получения ячеистых конструкций малой объемной массы. Для вспенивания используют фенолоальдегидные и мочевиноальдегидные смолы полистирол, поливинилхлорид, ацетат целлюлозы и каучуки. Метод заключается во введении в пластик газов (газообразующих наполнителей). Метод применяют для изделий с хорошими тепло-, звуко- и шумоизоляционными свойствами.
При сварке получают неразъемные соединения полимеров из термопластов. Для сварки применяют горячий воздух (250–300 °С). Поверхности зачищают, выравнивают, обезжиривают и прижимают друг к другу под давлением 20–300 кПа за счет взаимной диффузии происходит переплетение макромолекул.
Полимеры часто используют для нанесения покрытий в целях защиты от коррозии, эрозии и для украшения. Возможно нанесение на обрабатываемую поверхность жидкой композиции, которая высыхает при испарении растворителя. Часто покрытия наносят способом горячего распыления пластика, прошедшего через воздушно-ацетиленовое пламя.
Механическая обработка пластмасс, в основном, применяется для удаления литниковой системы, облоя, заусенцев, получения фасок и отверстий.
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 173 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |