В современных автомобилях доля пластмассовых деталей постоянно растет. Растет и количество ремонтов на пластмассовых поверхностях, все чаще мы сталкиваемся с необходимостью их окрашивания.
Во многом окраска пластмасс отличается от окраски металлических поверхностей, что обусловлено, в первую очередь, самими свойствами пластмасс: они более эластичны и имеют меньшую адгезию к ЛКМ. А так как спектр полимерных материалов, применяемых в автомобилестроении, очень разнообразен, то не будь каких-то универсальных ремонтных материалов, способных создавать качественное декоративное покрытие на многих из их типов, малярам бы, наверное, пришлось получать специальное образование по химии.
К счастью, все на самом деле окажется значительно проще и погружаться с головой в изучение молекулярной химии полимеров нам не придется. Но все же некоторые сведения о типах пластмасс и их свойствах, хотя бы с целью расширения кругозора, будут явно нелишними.
Сегодня вы узнаете
Пластмассы — в массы
В XX веке человечество пережило синтетическую революцию, в его жизнь вошли новые материалы — пластмассы. Пластмассу можно смело считать одним из главных открытий человечества, без ее изобретения многие другие открытия были бы получены намного позже или их не было бы вовсе.
Первая пластмасса была изобретена в 1855 году британским металлургом и изобретателем Александром Парксом. Когда он решил найти дешевый заменитель дорогостоящей слоновой кости, из которой в то время делались бильярдные шары, вряд ли он мог себе представить, какое значение впоследствии приобретет полученный им продукт.
Ингредиентами будущего открытия стала нитроцеллюлоза, камфора и спирт. Смесь этих компонентов прогревалась до текучего состояния, а затем заливалась в форму и застывала при нормальной температуре. Так на свет появился паркезин — прародитель современных пластических масс.
От природных и химически модифицированных природных материалов к полностью синтетическим молекулам развитие пластмасс пришло несколько позже — когда профессор Фрейбургского университета немец Герман Штаудингер открыл макромолекулу — тот «кирпичик», из которого строятся все синтетические (да и природные) органические материалы. Это открытие принесло в 1953 году 72-летнему профессору Нобелевскую премию.
С тех-то пор все и началось… Чуть ли не ежегодно из химических лабораторий шли сообщения об очередном синтетическом материале с новыми, невиданными свойствами, и сегодня в мире ежегодно производятся миллионы тонн всевозможных пластических масс, без которых жизнь современного человека абсолютно немыслима.
Пластмассы используются везде, где только можно: в обеспечении комфортной жизнедеятельности людей, сельском хозяйстве, во всех областях промышленности. Не исключением является и автомобилестроение, где пластик используется все шире, неудержимо вытесняя своего основного конкурента — металл.
По сравнению с металлами пластмассы — очень молодые материалы. Их история не насчитывает и 200 лет, в то время как олово, свинец и железо были были знакомы человечеству еще в глубокой древности — за 3000-4000 лет до н. э. Но несмотря на это, полимерные материалы по ряду показателей значительно превосходят своего основного технологического конкурента.
Преимущества пластмасс
Преимущества пластмасс по сравнению с металлами очевидны.
Во-первых, пластик существенно легче. Это позволяет снизить общий вес автомобиля и сопротивление воздуха при движении, и тем самым — уменьшить расход топлива и, как следствие, выброс выхлопных газов.
Общее снижение веса автомобиля на 100 кг за счет применения пластмассовых деталей позволяет экономить до одного литра топлива на 100 км.
Во-вторых, использование пластмасс дает почти неограниченные возможности для формообразования, позволяя воплощать в реальность любые дизайнерские идеи и получать детали самых сложных и хитроумных форм.
К преимуществам пластмасс также можно отнести их высокую коррозионную стойкость, устойчивость к атмосферным воздействиям, кислотам, щелочам и прочим агрессивным продуктам химии, отличные электро- и теплоизоляционные свойства, высокий коэффициент шумоподавления… Словом, неудивительно, почему полимерные материалы находят столь широкое применение в автомобилестроении.
Предпринимались ли попытки создать полностью пластмассовый автомобиль? А как же! Вспомнить хотя бы небезызвестный «Трабант», выпускавшийся в Германии более 40 лет назад на заводе в Цвик-кау — его кузов был целиком изготовлен из слоистого пластика.
Для получения этого пластика 65 слоев очень тонкой хлопчатобумажной ткани (поступавшей на завод с текстильных фабрик), чередующихся со слоями размолотой крезолоформальдегидной смолы, спрессовывались в очень прочный материал толщиной 4 мм при давлении 40 атм. и температуре 160 °С в течение 10 мин.
До сих пор кузова гэдээровских «Трабантов», про которые пели песни, рассказывали легенды (но чаще сочиняли анекдоты), лежат на многих свалках страны. Лежат… но ведь не ржавеют!
Trabant. Самый популярный в мире автомобиль из пластика
Шутки шутками, а перспективные разработки цельнопластмассовых кузовов серийных авто есть и сейчас, многие кузова спортивных автомобилей целиком изготавливаются из пластика. Традиционно металлические детали (капоты, крылья) на многих автомобилях сейчас также меняют на пластиковые, например, у автомобилей Citroën, Renault, Peugeot и других.
Вот только в отличие от кузовных панелей народного «Траби», пластиковые детали современных автомобилей уже не вызывают иронической улыбки. Напротив — их стойкость к ударным нагрузкам, способность деформированных участков к самовосстановлению, высочайшая антикоррозионная стойкость и малый удельный вес заставляют проникнуться к этому материалу глубоким уважением.
Завершая разговор о достоинствах пластмасс нельзя не отметить тот факт, что хоть и с некоторыми оговорками, но все-таки большинство из них отлично поддается окрашиванию. Не имей серая полимерная масса такой возможности, вряд ли бы она снискала такую популярность.
Зачем красить пластик?
Необходимость окрашивания пластмасс обусловлена с одной стороны эстетическими соображениями, а с другой — необходимостью защищать пластики. Ведь ничего вечного нет. Пластики хоть и не гниют, но в процессе эксплуатации и воздействия атмосферных влияний, они все равно повергаются процессам старения и деструкции. А нанесенный лакокрасочный слой защищает поверхность пластика от различных агрессивных воздействий и, следовательно, продлевает срок его службы.
Если в условиях производства окрашивание пластмассовых поверхностей производится очень просто — в данном случае речь идет о большом количестве новых одинаковых деталей из одной и той же пластмассы (да и технологии там свои), то маляр в авторемонтной мастерской сталкивается с проблемами разнородности материалов различных деталей.
Вот здесь то и приходится ответить себе на вопрос: «Что вообще такое пластмасса? Из чего ее делают, каковы ее свойства и основные виды?».
Что такое пластмасса?
В соответствии с отечественным государственным стандартом:
Пластмассами называются материалы, основной составной частью которых являются такие высокомолекулярные органические соединения, которые образуются в результате синтеза или же превращений природных продуктов. При переработке в определенных условиях они, как правило, проявляют пластичность и способность к формованию или
деформации.
Если из такого сложного даже для чтения, а не только для понимания, описания убрать первое слово «пластмассами», пожалуй, вряд ли кто догадается, о чем вообще идет речь. Что ж, попробуем немного разобраться.
«Пластмассы» или «пластические массы» назвали так потому, что эти материалы способны при нагреве размягчаться, становиться пластичными, и тогда под давлением им можно придать определенную форму, которая при дальнейшем охлаждении и отверждении сохраняется.
Основу любой пластмассы составляет (то самое «высокомолекулярное органическое соединение» из определения выше).
Слово «полимер» происходит от греческих слов «поли» («много») и «мерос» («части» или «звенья»). Это вещество, молекулы которого состоят из большого числа одинаковых, соединенных между собой звеньев. Эти звенья называют мономерами («моно» — один).
Так, например, выглядит мономер полипропилена, наиболее применяемого в автомобилестроении типа пластика:
Молекулярные цепи полимера состоят из практически бесчисленного числа таких кусочков, соединенных в единое целое.
Цепочки молекул полипропилена
По происхождению все полимеры делят на синтетические и природные . Природные полимеры составляют основу всех животных и растительных организмов. К ним относят полисахариды (целлюлоза, крахмал), белки, нуклеиновые кислоты, натуральный каучук и другие вещества.
Хотя модифицированные природные полимеры и находят промышленное применение, большинство пластмасс являются синтетическими.
Синтетические полимеры получают в процессе химического синтеза из соответствующих мономеров.
В качестве исходного сырья обычно применяются нефть, природный газ или уголь. В результате химической реакции полимеризации (или поликонденсации) множество «маленьких» мономеров исходного вещества соединяются между собой, будто бусины на ниточке, в «огромные» молекулы полимера, который затем формуют, отливают, прессуют или прядут в готовое изделие.
Так, например, из горючего газа пропилена получают пластик полипропилен, из которого делают бамперы:
Теперь вы наверное догадались, откуда берутся названия пластмасс. К названию мономера добавляется приставка «поли-» («много»): этилен → полиэтилен , пропилен → полипропилен , винилхлорид → поливинилхлорид и т.д.
Международные краткие обозначения пластмасс являются аббревиатурами их химических наименований. Например, поливинилхлорид обозначают как PVC (Polyvinyl chloride), полиэтилен — PE (Polyethylene), полипропилен — PP (Polypropylene).
Кроме полимера (его еще называют связующим) в состав пластмасс могут входить различные наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители и другие вещества, обеспечивающие пластмассе те или иные технологические и потребительские свойства, например текучесть, пластичность, плотность, прочность, долговечность и т.д.
Виды пластмасс
Пластмассы классифицируют по разным критериям: химическому составу, жирности, жесткости. Но главным критерием, который объясняет природу полимера, является характер поведения пластика при нагревании. По этому признаку все пластики делятся на три основные группы:
- термопласты;
- реактопласты;
- эластомеры.
Принадлежность к той или иной группе определяют форма, величина и расположение макромолекул, наряду с химическим составом.
Термопласты (термопластичные полимеры, пластомеры)
Термопласты — это пластмассы, которые при нагреве плавятся, а при охлаждении возвращаются в исходное состояние.
Эти пластмассы состоят из линейных или слегка разветвленных молекулярных цепей. При невысоких температурах молекулы располагаются плотно друг возле друга и почти не двигаются, поэтому в этих условиях пластмасса твердая и хрупкая. При небольшом повышении температуры молекулы начинают двигаться, связь между ними ослабевает и пластмасса становится пластичной. Если нагревать пластмассу еще больше, межмолекулярные связи становятся еще слабее и молекулы начинают скользить относительно друг друга — материал переходит в эластичное, вязкотекучее состояние. При понижении температуры и охлаждении весь процесс идет в обратном порядке.
Если не допускать перегрева, при котором цепи молекул распадаются и материал разлагается, процесс нагревания и охлаждения можно повторять сколько угодно раз.
Это особенность термопластов многократно размягчаться позволяет неоднократно перерабатывать эти пластмассы в те или иные изделия. То есть теоретически, из нескольких тысяч стаканчиков из-под йогурта можно изготовить одно крыло. С точки зрения защиты окружающей среды это очень важно, поскольку последующая переработка или утилизация — большая проблема полимеров. Попав в почву, изделия из пластика разлагаются в течение 100–400 лет!
Кроме того, благодаря этим свойствам термопласты хорошо поддаются сварке и пайке. Трещины, изломы и деформации можно легко устранить посредством теплового воздействия.
Большинство полимеров, применяемых в автомобилестроении, являются именно термопластами. Используются они для производства различных деталей интерьера и экстерьера автомобиля: панелей, каркасов, бамперов, решеток радиатора, корпусов фонарей и наружных зеркал, колпаков колес и т.д.
К термопластам относятся полипропилен (РР), поливинихлорид (PVC), сополимеры акрилонитрила, бутадиена и стирола (ABS), полистирол (PS), поливинилацетат (PVA), полиэтилен (РЕ), полиметилметакрилат (оргстекло) (РММА), полиамид (РА), поликарбонат (PC), полиоксиметилен (РОМ) и другие.
Реактопласты (термореактивные пластмассы, дуропласты)
Если для термопластов процесс размягчения и отверждения можно повторять многократно, то реактопласты после однократного нагревания (при формовании изделия) переходят в нерастворимое твердое состояние, и при повторном нагревании уже не размягчаются. Происходит необратимое отверждение.
В начальном состоянии реактопласты имеют линейную структуру макромолекул, но при нагревании во время производства формового изделия макромолекулы «сшиваются», создавая сетчатую пространственную структуру. Именно благодаря такой структуре тесно сцепленных, «сшитых» молекул, материал получается твердым и неэластичным, и теряет способность повторно переходить в вязкотекучее состояние.
Из-за этой особенности термореактивные пластмассы не могут подвергаться повторной переработке. Также их нельзя сваривать и формовать в нагретом состоянии — при перегреве молекулярные цепочки распадаются и материал разрушается.
Эти материалы являются достаточно термостойкими, поэтому их используют, например, для производства деталей картера в подкапотном пространстве. Из армированных (например стекловолокном) реактопластов производят крупногабаритные наружные кузовные детали (капоты, крылья, крышки багажников).
К группе реактопластов относятся материалы на основе фенол-формальдегидных (PF), карбамидо-формальдегидных (UF), эпоксидных (EP) и полиэфирных смол.
Эластомеры — это пластмассы с высокоэластичными свойствами. При силовом воздействии они проявляют гибкость, а после снятия напряжения возвращают исходную форму. От прочих эластичных пластмасс эластомеры отличаются способностью сохранять свою эластичность в большом температурном диапазоне. Так, например, силиконовый каучук остается упругим в диапазоне температур от -60 до +250 °С.
Эластомеры, так же как и реактопласты, состоят из пространственно-сетчатых макромолекул. Только в отличие от реактопластов, макромолекулы эластомеров расположены более широко. Именно такое размещение обуславливает их упругие свойства.
В силу своего сетчатого строения эластомеры неплавки и нерастворимы, как и реактопласты, но набухают (реактопласты не набухают).
К группе эластомеров относятся различные каучуки, полиуретан и силиконы. В автомобилестроении их используют преимущественно для изготовления шин, уплотнителей, спойлеров и т.д.
В автомобилестроении используются все три типа пластиков. Также выпускаются смеси из всех трех видов полимеров — так называемые «бленды» (blends), свойства которых зависят от соотношения смеси и вида компонентов.
Определение типа пластика. Маркировка
Любой ремонт пластиковой детали должен начинаться с идентификации типа пластмассы, из которой изготовлена деталь. Если в прошлом это давалось не всегда просто, то сейчас «опознать» пластик легко — все детали, как правило, маркируются.
Обозначение типа пластмассы производители обычно выштамповывают с внутренней стороны детали, будь то бампер или крышка мобильного телефона. Тип пластика, как правило, заключен в характерные скобки и может выглядеть следующим образом: >PP/EPDM<, >PUR<,
Контрольное задание : снимите крышку своего мобильного телефона и посмотрите из какого типа пластмассы он сделан. Чаще всего это >PC<.
Вариантов подобных аббревиатур может быть множество. Все рассмотреть мы не сможем (да и нет в том необходимости), поэтому остановимся на нескольких наиболее распространенных в автомобилестроении типах пластмасс.
Примеры наиболее распространенных в автомобилестроении типов пластика
Полипропилен — РР, модифицированный полипропилен — PP/EPDM
Самый распространенный в автомобилестроении тип пластика. В большинстве случаев при ремонте поврежденных или окраске новых деталей нам придется иметь дело именно с различными модификациями полипропилена.
Полипропилен обладает, пожалуй, совокупностью всех преимуществ, какими только могут обладать пластмассы: низкой плотностью (0,90 г/см³ — наименьшее значение для всех пластмасс), высокой механической прочностью, химической стойкостью (устойчив к разбавленным кислотам и большинству щелочей, моющим средствам, маслам, растворителям), термостойкостью (начинает размягчаться при 140°C, температура плавления 175°C). Он почти не подвергается коррозионному растрескиванию, обладает хорошей способностью к восстановлению. Кроме того, полипропилен является экологически чистым материалом.
Характеристики полипропилена дают повод считать его идеальным материалом для автомобильной промышленности. За свои столь ценные свойства он даже получил титул «короля пластмасс».
На основе полипропилена изготовлены практически все бампера, также этот материал используется при изготовлении спойлеров, деталей салона, приборных панелей, расширительных бачков, решеток радиатора, воздуховодов, корпусов и крышек аккумуляторных батарей и т.д. В быту даже чемоданы изготавливаются из полипропилена.
При литье большинства вышеперечисленных деталей используется не чистый полипропилен, а его различные модификации.
«Чистый» немодифицированный полипропилен очень чувствителен к ультрафиолетовому излучению и кислороду, он быстро теряет свои свойства и становится хрупким при эксплуатации. По этой же причине нанесенные на него лакокрасочные покрытия не могут иметь долговечной адгезии.
Введенные же в полипропилен добавки — чаще в виде резины и талька — значительно улучшают его свойства и дают возможность его окрашивать.
Окрашиванию поддается только модифицированный полипропилен. На «чистом» полипропилене адгезия будет очень слабой! Из чистого полипропилена >РР< изготавливают бачки омывателей, расширительные емкости, одноразовую посуду, стаканчики и т.д.
Любые модификации полипропилена, какой бы длинной не была аббревиатура его маркировки, первыми двумя буквами обозначен все равно, как >РР…<. Наиболее распространенный продукт этих модификаций — >PP/EPDM< (сополимер полипропилена и этиленпропиленового каучука).
ABS (сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола)
ABS — эластичный, но в тоже время ударопрочный пластик. За эластичность отвечает составляющая каучука (бутадиена), за прочность — акрилонитрил. Этот пластик чувствителен к ультрафиолетовому излучению — под его воздействием пластик быстро стареет. Поэтому изделия из ABS нельзя долго держать на свету и нужно обязательно окрашивать.
Чаще всего используется для производства корпусов фонарей и наружных зеркал, решеток радиатора, облицовки приборной панели, обивки дверей, колпаков колес, задних спойлеров и т. п.
Поликарбонат — PC
Один из наиболее ударопрочных термопластов. Чтобы понять, насколько прочен поликарбонат, достаточно того факта, что это материал используется при изготовлении пуленепробиваемых банковских стоек.
Помимо прочности поликарбонаты характеризуются легкостью, стойкостью к световому старению и перепадам температур, пожаробезопасностью (это трудно воспламеняющийся самозатухающий материал).
К сожалению, поликарбонаты достаточно чувствительны к воздействию растворителей и имеют склонность к растрескиванию под воздействием внутренних напряжений.
Не подходящие агрессивные растворители могут серьезно ухудшать прочностные характеристики пластика, поэтому при покраске деталей, где прочность имеет первостепенное значение (например мотоциклетного шлема из поликарбоната) нужно быть особенно внимательными и четко следовать рекомендациям производителя, а иногда даже принципиально отказываться от окрашивания. Зато спойлеры, решетки радиатора и панели бамперов из поликарбоната можно красить без проблем.
Полиамиды — PA
Полиамиды — жесткие, прочные и при этом эластичные материалы. Детали из полиамида выдерживают нагрузки, близкие к нагрузкам, допустимым для цветных металлов и сплавов. Полиамид обладает высокой стойкостью к износу, химической устойчивостью. Он почти невосприимчив к большинству органических растворителей.
Чаще всего полиамиды используют для производства съемных автомобильных колпаков, различных втулок и вкладышей, хомутов трубок, языков замка дверей и защелок.
Полиуретан — PU, PUR
До широкого внедрения в производство полипропилена, полиуретан был самым популярным материалом для изготовления различных эластичных деталей автомобиля: рулевых колес, грязезащитных чехлов, покрытия для педалей, мягких дверных ручек, спойлеров и т.д.
У многих этот тип пластика ассоциируется с маркой Mercedes. Бамперы, боковые накладки дверц, порогов практически на всех моделях изготавливались до недавнего времени из полиуретана.
Производство деталей из этого типа пластмассы требует менее сложного оборудования чем для полипропиленовых. В настоящее время многие частные компании, как за рубежом, так и в странах бывшего Союза предпочитают работать именно с этим типом пластика для изготовления всевозможных деталей для тюнинга автомобилей.
Стеклопластики — SMC, BMC, UP-GF
Стеклопластики являются одним из важнейших представителей так называемых «армированных пластиков». Они изготавливаются на базе эпоксидных или полиэфирных смол (это реактопласты) со стеклотканью в качестве наполнителя.
Высокие физико-механические показатели, а также стойкость к воздействию различных агрессивных сред определили широкое применение этих материалов во многих областях промышленности. Всем известный продукт, используемый в производстве кузовов американских минивэнов.
При изготовлении изделий из стеклопластика возможно применение технологии типа «сэндвич», когда детали состоят из нескольких слоев различных материалов, каждый из которых отвечает определенным требованиям (прочности, химстойкости, абразивоустойчивости).
Легенда о неизвестном пластике
Вот мы держим в руках пластиковую деталь, не имеющую на себе никаких опознавательных знаков, никакой маркировки. Но нам позарез нужно выяснить ее химический состав или хотя бы тип — термопласт это или реактопласт.
Потому что, если речь идет, например, о сварке, то она возможна лишь с термопластами (для ремонта термореактивных пластмасс применяются клеевые композиции). Кроме того, свариваться могут только одноименные материалы, разнородные просто не взаимодействуют. В связи с этим возникает необходимость идентифицировать пластик «no name», чтобы правильно подобрать ту же сварочную присадку.
Идентификация типа пластика — задача непростая. Анализ пластмасс производится в лабораториях по различным показателям: по спектрограмме сгорания, реакции на различные реактивы, запаху, температуре плавления и так далее.
Тем не менее, существует несколько простейших тестов, позволяющих определить приблизительный химический состав пластика и отнести его к той или иной группе полимеров. Один из таких — анализ поведения образца пластика в открытом источнике огня.
Для теста нам понадобится проветриваемое помещение и зажигалка (или спички), с помощью которой нужно осторожно поджечь кусочек испытуемого материала. Если материал плавится, значит мы имеем дело с термопластом, если не плавится — перед нами реактопласт.
Теперь убираем пламя. Если пластик продолжает гореть, то это может быть ABS-пластик, полиэтилен, полипропилен, полистирол, оргстекло или полиуретан. Если гаснет — скорее всего это поливинилхлорид, поликарбонат или полиамид.
Далее анализируем цвет пламени и запах, образующийся при горении. Например, полипропилен горит ярким синеватым пламенем, а его дым имеет острый и сладковатый запах, похожий на запах сургуча или жженной резины. Слабым синеватым пламенем горит полиэтилен, а при затухании пламени чувствуется запах горящей свечи. Полистирол горит ярко, и при этом сильно коптит, а пахнет довольно приятно — у него сладковатый цветочный запах. Поливинилхлорид, наоборот, пахнет неприятно — хлором или соляной кислотой, а полиамид — горелой шерстью.
Кое-что о типе пластика может сказать и его внешний вид. Например, если на детали наблюдаются явные следы сварки, то оно наверняка изготовлено из термопласта, а если имеются следы снятых наждаком заусенцев, значит это термореактивная пластмасса.
Также можно провести тест на твердость: попробовать срезать небольшой кусочек пластмассы ножом или лезвием. С термопласта (он более мягкий) стружка будет сниматься, а вот реактопласт будет крошиться.
Или еще один способ: погружение пластика в воду. Этот метод позволяет довольно просто определить пластики, входящие в группу полиолефинов (полиэтилен, полипропилен и др.). Эти пластмассы будут плавать на поверхности воды, так как их плотность почти всегда меньше единицы. Другие полимеры имеют плотность больше единицы, поэтому они будут тонуть.
Эти и другие признаки, по которым можно определить тип пластика, представлены ниже в виде таблицы.
P.S. В мы уделим внимание вопросам подготовки и покраски пластиковых деталей.
Бонусы
Полноразмерные версии изображений откроются в новом окне при нажатии на картинку!
Расшифровка обозначения пластмасс
Обозначения наиболее распространенных пластиков
Классификация пластиков в зависимости от жесткости
Основные модификации полипропилена и области их применения в автомобиле
Методы определения типа пластмассы
Пластические массы имеют исключительно важное значение для развития различных отраслей народного хозяйства и в первую очередь машиностроения. Они являются самостоятельным конструкционным материалом и обладают рядом ценных технических свойств, которых не имеют металлы и другие природные материалы.
Внедрение в машиностроение, новых синтетических материалов с высокой механической прочностью и стойкостью к действию нефтепродуктов позволяет изготовлять целые узлы из пластмасс, что ведет к сокращению расхода металлов и уменьшает массу изделий.
Пластическими массами называются материалы, получаемые на основе искусственных и естественных смол, и их смеси с различными наполнителями.
При нормальных условиях пластмассы представляют собой твердые или эластичные материалы. Под влиянием температуры и давления пластмассы могут переходить в пластическое состояние, принимать и сохранять приданную им форму.
Пластмассы по своему составу бывают простыми, если они состоят из чистых связующих смол, или сложными (композиционными), если в них, кроме связующего вещества, содержатся и другие компоненты: наполнители, пластификаторы, смазывающие вещества, стабилизаторы, красители, катализаторы или ускорители.
Связующее вещество (смола) определяет основные свойства пластмасс. При изготовлении пластмасс наиболее широко применяют искусственные смолы - продукты переработки каменного угля, нефти и других материалов. Пластмассы, полученные на основе искусственных смол, относятся к полимерным соединениям. Естественные смолы (янтарь, шеллак) и продукты переработки естественных материалов (асфальт, канифоль и др.) применяются значительно реже.
Наполнители придают пластмассам определенные физико-механические свойства и во многих случаях удешевляют стоимость пластмассовых деталей.
B качестве наполнителей используются органические вещества: древесная мука, древесный шпон, бумага, ткани, хлопковые очесы, стружка, опилки и пр., а также минеральные вещества: кварцевая мука, тальк, каолин, асбест, стекловолокно, стеклоткань и пр.
Пластификаторы обеспечивают пластмассам пластичность, увеличивают текучесть. В качестве их используются дибутилфталат, трикрезилфосфат, камфора и т. п.
Смазывающие вещества предотвращают прилипание изготовленного изделия к форме. К ним относятся стеарин, воск и т. п.
Стабилизаторы повышают термостабильность и связывают побочные продукты. Стабилизаторами служат неорганические (вода, фосфаты) и органические (аминокислоты) вещества.
Красители (нигрозин, мумия и др.) придают пластмассам требуемую окраску.
В наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!
Состав и свойства
Получение пластмасс
Пластмассы - это материалы, полученные на основе синтетических или естественных полимеров (смол). Синтезируются полимеры путем полимеризации или поликонденсации мономеров в присутствии катализаторов при строго определенных температурных режимах и давлениях.
В полимер с различной целью могут вводиться наполнители, стабилизаторы, пигменты, могут составляться композиции с добавкой органических и неорганических волокон, сеток и тканей.
Таким образом, пластмассы в большинстве случаев являются многокомпонентными смесями и композиционными материалами, у которых технологические свойства, в том числе и свариваемость, в основном определяются свойствами полимера.
В зависимости от поведения полимера при нагревании различают два вида пластмасс - термопласты, материалы, которые могут многократно нагреваться и переходить при этом из твердого в вязко-текучее состояние, и реактопласты, которые могут претерпевать этот процесс лишь однократно.
Особенности строения
Пластмассы (полимеры) состоят из макромолекул, в которых более или менее регулярно чередуется большое число одинаковых или неодинаковых атомных группировок, соединенных химическими связями в длинные цепи, по форме которых различают линейные полимеры, разветвленные и сетчато-пространственные.
По составу макромолекул полимеры делятся на три класса:
1) карбоцепные, основные цепи которых построены только из углеродных атомов;
2) гетероцепные, в основных цепях которых, кроме атомов углерода, содержатся атомы кислорода, азота, серы;
3) элементоорганические полимеры, содержащие в основных цепях атомы кремния, бора, алюминия, титана и других элементов.
Макромолекулы обладают гибкостью и способны изменять форму под влиянием теплового движения их звеньев или электрического поля. Это свойство связано с внутренним вращением отдельных частей молекулы относительно друг друга. Не перемещаясь в пространстве, каждая макромолекула находится в непрерывном движении, которое выражается в смене ее конформаций.
Гибкость макромолекул характеризует величина сегмента, т. е. число звеньев в ней, которые в условиях данного конкретного воздействия на полимер проявляют себя как кинетически самостоятельные единицы, например в поле ТВЧ как диполи. По реакции к внешним электрическим полям различают полярные (ПЭ, ПП) и неполярные (ПВХ, полиаксилонитрил) полимеры. Между макромолекулами действуют силы притяжения, вызванные ван-дер-ваальсовым взаимодействием, а также водородными связями, ионным взаимодействием. Силы притяжения проявляются при сближении макромолекул на 0,3-0,4 им.
Полярные и неполярные полимеры (пластмассы) между собой несовместимы - между их макромолекулами не возникает взаимодействия (притяжения), т. е. они между собой не свариваются.
Надмолекулярная структура, ориентация
По структуре различают два вида пластмасс - кристаллические и аморфные. В кристаллических в отличие от аморфных наблюдается не только ближний, но и дальний порядок. При переходе из вязко-текучего состояния в твердое макромолекулы кристаллических полимеров образуют упорядоченные ассоциации-кристаллиты преимущественно в виде сферолитов (рис. 37.1). Чем меньше скорость охлаждения расплава термопласта, тем крупнее вырастают сферолиты. Однако и в кристаллических полимерах всегда остаются аморфные участки. Изменяя скорость охлаждения, можно регулировать структуру, а следовательно, и свойства сварного соединения.
Резкое различие продольных и поперечных размеров макромолекул приводит к возможности существования специфического для полимеров ориентированного состояния. Оно характеризуется расположением осей цепных макромолекул преимущественно вдоль одного направления, что приводит к проявлению анизотропии свойств изделия из пластмассы. Получение ориентированных пластмасс осуществляется путем их одноосной (5-10-кратной) вытяжки при комнатной или повышенной температуре. Однако при нагреве (в том числе и при сварке) эффект ориентации снижается или исчезает, так как макромолекулы вновь принимают термодинамически наиболее вероятные конфигурации (конформации) благодаря энтропийной упругости, обусловленной движением сегментов.
Реакция пластмасс на термомеханический цикл
Все конструкционные термопласты при нормальных температурах находятся в твердом состоянии (кристаллическом или застеклованном). Выше температуры стеклования (Т ст) аморфные пластмассы переходят в эластическое (резиноподобное) состояние. При дальнейшем нагреве выше температуры плавления (T пл) кристаллические полимеры переходят в аморфное состояние. Выше температуры текучести Т T и кристаллические, и аморфные пластмассы переходят в вязкотекучее состояние Все эти изменения состояния обычно описываются термомеханическими кривыми (рис. 37.2), являющимися важнейшими технологическими характеристиками пластмасс. Образование сварного соединения происходит в интервале вязкотекучего состояния термопластов. Реактопласты при нагреве выше Т T претерпевают радикальные процессы и в отличие от термопластов образуют пространственные полимерные сетки, не способные к взаимодействию без их разрушения, на что требуется применение специальных химических присадок.
Основные пластмассы для сварных конструкций
Наиболее распространенными конструкционными пластмассами являются группы термопластов на основе полиолефинов: полиэтилена высокого и низкого давления, полипропилена, полиизобутилена.
Полиэтилен [..-СН 2 -СН 2 -...] n высокого и низкого давления - кристаллические термопласты, отличающиеся между собой прочностью, жесткостью, температурой текучести. Полипропилен [-СН 2 -СН(СН 3)-] n более температуростоек, чем полиэтилен, и обладает большей прочностью и жесткостью.
В значительных объемах используются хлорсодержащие пластики на основе полимеров и сополимеров винилхлорида и винилиденхлорида.
Поливинилхлорид (ПВХ) [-(СН 2 -СНСl-)] n - аморфный полимер линейного строения, в исходном состоянии является жестким материалом При добавке к нему пластификатора можно получить очень пластичный и хорошо сваривающийся материал - пластикат. Из жесткого ПВХ - винипласта - изготавливают листы, трубы, прутки, а из пластиката - пленку, шланги и другие изделия. Из ПВХ изготавливаются также вспененные материалы (пенопласты).
Значительную группу полимеров и пластмасс на их основе составляют полиамиды , содержащие в цепи макромолекул амидные группы [-СО-Н-]. Это в большинстве кристаллические термопласты с четко выраженной температурой плавления. Отечественная промышленность выпускает главным образом алифатические полиамиды, используемые для изготовления волокон, отливки деталей машин, получения пленок. К полиамидам относятся, в частности, широко известные поликапролактам и полнамид-66 (капрон).
Наибольшую известность из группы фторлонов получил политетрафтор-этилен-фторлон-4 (фторопласт 4). В отличие от других термопластов при нагреве он не переходит в вязкотекучее состояние даже при температуре деструкции (около 415°С), поэтому его сварка требует особых приемов. В настоящее время химической промышленностью освоен выпуск хорошо сваривающихся плавких фторлонов; Ф-4М, Ф-40, Ф-42 и др. Сварные конструкции из фторсодержащих пластиков обладают исключительно высокой стойкостью к агрессивным средам и могут воспринимать рабочие нагрузки в широком диапазоне температур.
На основе акриловой и метакриловой кислоты производятся акриловые пластики . Наиболее известная в практике производная на их основе - пластмасса полнметилметакрилат (торговая марка «плексиглас»). Эти пластики, обладающие высокой прозрачностью, используются как светопроводящие изделия (в виде листа, прутков и т. д.) Нашли применение также сополимеры метилметакрилата и акрилонитрила, которые обладают большей прочностью и твердостью. Все пластики этой группы хорошо свариваются.
Хорошей прозрачностью отличается группа пластиков на основе полистирола . Этот линейный термопласт хорошо сваривается тепловыми способами.
Для изготовления сварных конструкций преимущественно в электротехнической промышленности используют сополимеры стирола с метилстиролом, акрилонитрилом, метилметакрилатом и, в частности, акрилонитрилбутадиенстирольные (АБС) пластики. Последние отличаются от хрупкого полистирола более высокой ударной прочностью и теплостойкостью.
В сварных конструкциях находят применение пластмассы на основе поликарбонатов - сложных полиэфиров угольной кислоты. Они обладают более высокой вязкостью расплава, чем другие термопласты, однако свариваются удовлетворительно. Из них изготавливают пленки, листы, трубы и различные детали, в том числе декоративные. Характерными особенностями являются высокие диэлектрические и поляризационные свойства.
Формообразование деталей из пластмасс
Термопласты поставляются для переработки в гранулах размером 3-5 мм. Основными технологическими процессами изготовления полуфабрикатов и деталей из них являются: экструзия, литье, прессование, каландрирование, производимые в температурном интервале вязкотекучего состояния.
Трубопроводы из полиэтиленовых и поливинилхлоридных труб применяют для транспорта агрессивных продуктов, в том числе нефти и газа с содержанием сероводорода и углекислоты и химических (неароматических) реагентов в химическом производстве. Резервуары и цистерны для перевозки кислот и щелочей, травильные ванны и другие сосуды облицовываются пластмассовыми листами, соединяемыми с помощью сварки Герметизация пластикатом помещений, загрязняемых изотопами, покрытие полов линолеумом также осуществляются с помощью сварки. Консервация пищевых продуктов в тубы, коробки и банки, упаковка товаров и почтовых посылок резко ускоряются с применением сварки.
Машиностроительные детали . В химическом машиностроении свариваются корпуса и лопатки различного рода смесителей, корпуса и роторы насосов для перекачки агрессивных сред, фильтры, подшипники и прокладки из фторопласта, из полистирола сваривается осветительная арматура, из капрона неэлектропроводные шестерни, валики, муфточки, штоки, из фторлона - несмазывающиеся подшипники, вытеснители топлива и т д.
Оценка свариваемости пластмасс
Основные стадии процесса сварки
Процесс сварки термопластов состоит в активации свариваемых поверхностей деталей, либо находящихся уже в контакте (), либо приводимых в контакт после ( , и т. д.) или одновременно с активизацией ( , УЗ-сварка).
При плотном контакте активированных слоев должны реализоваться силы межмолекулярного взаимодействия.
В процессе образования сварных соединений (при охлаждении) происходит формирование надмолекулярных структур в шве, а также развитие полей собственных напряжений и их релаксация. Эти конкурирующие процессы определяют конечные свойства сварного соединения. Технологическая задача сварки состоит в том, чтобы максимально приблизить по свойствам шов к исходному - основному материалу.
Механизм образования сварных соединений
Реологическая концепция . Согласно реологической концепции, механизм образования сварного соединения включает два этапа - на макроскопическом и микроскопическом уровнях. При сближении под давлением активированных тем или иным способом поверхностей соединяемых деталей вследствие сдвиговых деформаций происходит течение расплава полимера. В результате этого удаляются из зоны контакта ингредиенты, препятствующие сближению и взаимодействию ювенильных макромолекул (эвакуируются газовые, окисленные прослойки). Вследствие разности скоростей течения расплава не исключено и перемешивание макрообъемов расплава в зоне контакта. Только после удаления или разрушения дефектных слоев в зоне контакта, когда ювенильные макромолекулы сблизятся на расстояния действия Ван-дер-Ваальсовых сил, возникает взаимодействие (схватывание) между макромолекулами слоев соединяемых поверхностей деталей. Этот аутогезионный процесс происходит на микроуровне. Он сопровождается взаимодиффузией макромолекул, обусловленной энергетическим потенциалом и неравномерностью градиента температур в зоне свариваемых поверхностей.
Итак, чтобы образовалось сварное соединение двух поверхностей, необходимо прежде всего обеспечить течение расплава в этой зоне.
Течение расплава в зоне сварки зависит от его вязкости: чем меньше вязкость, тем активнее происходят сдвиговые деформации в расплаве - разрушение и удаление дефектных слоев на контактирующих поверхностях, тем меньшее давление необходимо прилагать для соединения деталей.
Вязкость расплава в свою очередь зависит от природы пластмассы (молекулярной массы, разветвленности макромолекул полимера) и температуры нагрева в интервале вязкотекучести. Следовательно, вязкость может служить одним из признаков, определяющих свариваемость пластмассы: чем она меньше в интервале вязкотекучести, тем лучше свариваемость и, наоборот, чем больше вязкость, тем сложнее разрушить и удалить из зоны контакта ингредиенты, препятствующие взаимодействию макромолекул. Однако нагрев для каждого полимера ограничен определенной температурой деструкции Т д, выше которой происходит его разложение - деструкция. Термопласты различаются по граничным значениям температурного интервала вязкотекучести, т. е. между температурой их текучести Т T и деструкции Т д (табл. 37.2).
Классификация термопластов по их свариваемости . Чем шире интервал вязкотекучести термопласта (рис. 37.3), тем практически проще получить качественное сварное соединение, ибо отклонения по температуре в зоне шва отражаются менее на величине вязкости. Наряду с интервалом вязкотекучести и минимальным уровнем в нем значений вязкости заметную роль играет в реологических процессах при образовании шва градиент изменения вязкости в этом интервале. За количественные показатели свариваемости приняты: температурный интервал вязкотекучести ΔT, минимальное значение вязкости η min и градиент изменения вязкости в этом интервале.
По свариваемости все термопластичные пластмассы можно разбить по этим показателям на четыре группы (табл. 37.3).
Сварка термопластичных пластмасс возможна, если материал переходит в состояние вязкого расплава, если его температурный интервал вязкотекучести достаточно широк, а градиент изменения вязкости в этом интервале минимальный, так как взаимодействие макромолекул в зоне контакта происходит по границе, обладающей одинаковой вязкостью.
В общем случае температура сварки назначается, исходя из анализа термомеханической кривой для свариваемой пластмассы, принимаем ее на 10-15° ниже Т д. Давление принимается такое, чтобы эвакуировать расплав поверхностного слоя в грат либо разрушить его, исходя из конкретной глубины проплавления и теплофизических показателей свариваемого материала. Время выдержки t CB определяется исходя из достижения квазистационарного состояния оплавления и проплавления либо по формуле
где t 0 - константа, имеющая размерность времени и зависящая от толщины соединяемого материала и способа нагрева; Q - энергия активации; R - газовая постоянная; Т - температура сварки.
При экспериментальной оценке свариваемости пластмасс фундаментальным показателем является длительная прочность сварного соединения, работающего в конкретных условиях по сравнению с основным материалом.
Испытываются образцы, вырубленные из сварного соединения, на одноосное растяжение. При этом временной фактор моделируется температурой, т. е. используется принцип температурно-временной суперпозиции, основанный на допущении, что при данном напряжении связь между длительной прочностью к температурой однозначна (метод Ларсона-Миллера).
Методы повышения свариваемости
Схемы механизма образования сварных соединений термопластов . Повышение их свариваемости может производиться за счет расширения температурного интервала вязкотекучести, интенсификации удаления ингредиентов или разрушения дефектных слоев в зоне контакта, препятствующих сближению и взаимодействию ювенильных макромолекул.
Возможно несколько путей:
введение в зону контакта присадки в случае недостаточного количества расплава (при сварке армированных пленок), при сварке разнородных термопластов присадка по составу должна обладать сродством к обоим свариваемым материалам;
введение в зону сварки растворителя или более пластифицированной присадки;
принудительное перемешивание расплава в шве путем смещения соединяемых деталей не только вдоль линии осадки, но и возвратно-поступательно поперек шва на 1,5-2 мм или наложением ультразвуковых колебаний. Активизация в зоне контакта перемешивания расплава может производиться после оплавления стыкуемых кромок нагревательным инструментом, имеющим ребристую поверхность. Свойства сварного соединения могут быть улучшены последующей термической обработкой соединения. При этом снимаются не только остаточные напряжения, но возможно исправление структуры в шве и околошовной зоне, особенно у кристаллических полимеров. Многие из изложенных мероприятий приближают свойства сварных соединений к свойствам основного материала.
При сварке ориентированных пластмасс во избежание потери их прочности вследствие переориентации при нагреве до вязко-текучего состояния полимера применяют химическую сварку, т. е. процесс, при котором в зоне контакта реализуются радикальные (химические) связи между макромолекулами. Химическую сварку применяют и при соединении реактопластов, детали из которых не могут переходить при повторном нагреве в вязкотекучее состояние. Для инициирования химических реакций в зону соединения при такой сварке вводят различные реагенты в зависимости от соединяемого вида пластмасс. Процесс химической сварки, как правило, производится при нагреве места сварки.
Волченко В.Н. Сварка и свариваемые материалы т.1. -M. 1991
Нашу цивилизацию можно назвать цивилизацией пластика: разнообразные виды пластмасс и полимерных материалов можно встретить буквально повсюду.
Однако обычный человек вряд ли хорошо представляет себе, что такое пластик и из чего его делают.
Что такое пластик?
В настоящее время пластиками, или пластмассами, называют целую группу материалов искусственного (синтетического) происхождения. Их производят путём цепочки химических реакций из органического сырья, преимущественно из природного газа и тяжёлых фракций нефти. Пластики представляют собой органические вещества с длинными полимерными молекулами, которые состоят из соединённых между собой молекул более простых веществ.
Изменяя условия полимеризации, химики получают пластики с нужными свойствами: мягкие или твёрдые, прозрачные или непрозрачные и т.д. Пластики сегодня используются буквально во всех сферах жизни, от производства компьютерной техники до ухода за маленькими детьми.
Как были изобретены пластмассы?
Первый в мире пластик был изготовлен в английском городе Бирмингем специалистом-металлургом А. Парксом. Это случилось в 1855 году: изучая свойства целлюлозы, изобретатель обработал её азотной кислотой, благодаря чему запустил процесс полимеризации, получив нитроцеллюлозу. Созданное им вещество изобретатель назвал собственным именем – паркезин. Паркс открыл собственную компанию по производству паркезина, который вскоре стали называть искусственной слоновой костью. Однако качество пластика было низким, и компания вскоре разорилась.
В дальнейшем технология была усовершенствована, и выпуск пластика продолжил Дж.У. Хайт, который назвал свой материал целлулоидом. Из него изготавливались самые разные товары, от воротничков, которые не нуждались в стирке, до бильярдных шаров.
В 1899 году был изобретён полиэтилен, и интерес к возможностям органической химии многократно вырос. Но до середины ХХ века пластики занимали довольно узкую нишу рынка, и только создание технологии производства ПВХ позволило изготавливать из них широчайший спектр бытовых и промышленных изделий.
Разновидности пластиков
В настоящее время промышленностью выпускается и используется множество разновидностей пластиков.
По своему составу пластмассы подразделяются на:
— листовые термопластические массы – оргстекло, винилпласты, состоящие из смол, пластификатора и стабилизатора;
— слоистые пластики, армированные одним или несколькими слоями бумаги, стеклоткани и т.д.;
— волокниты – пластики, армированные стекловолокном, асбестовым волокном, хлопчатобумажным и т.д.;
— литьевые массы – пластики, не имеющие в составе других компонентов, кроме полимерных соединений;
— пресс-порошки – пластики с порошкообразными добавками.
По типу полимерного связующего пластики подразделяются на:
— фенопласты, которые изготавливаются из фенолформальдегидных смол;
— аминопласты, изготавливаемые из меламинформальдегидных и мочевиноформальдегидных смол;
— эпоксипласты, использующие в качестве связующего эпоксидные смолы.
По внутренней структуре и свойствам пластики делятся на две большие группы:
— термопласты, которые при нагреве плавятся, но после охлаждения сохраняют свою первоначальную структуру;
— реактопласты, с исходной структурой линейного типа, при отверждении приобретающие сетчатую структуру, но при повторном нагреве полностью теряющие свои свойства.
Термопласты могут использоваться неоднократно, для этого их достаточно измельчить и расплавить. Реактопласты по рабочим качествам, как правило, несколько лучше термопластов, но при сильном нагреве их молекулярная структура разрушается и в дальнейшем не восстанавливается.
Из чего делают пластики?
Исходным сырьём для подавляющего большинства видов пластиков служат уголь, природный газ и нефть. Из них путём химических реакций выделяют простые (низкомолекулярные) газообразные вещества – этилен, бензол, фенол, ацетилен и др., которые затем в ходе реакций полимеризации, поликонденсации и полиприсоединения превращаются в синтетические полимеры. Превосходные свойства полимеров объясняются наличием высокомолекулярных связей с большим числом исходных (первичных) молекул.
Некоторые этапы производства полимеров представляют собой сложные и чрезвычайно опасные для окружающей среды процессы, поэтому производство пластиков становится доступным лишь на высоком технологическом уровне. При этом конечные продукты, т.е. пластмассы, как правило, абсолютно нейтральны и не оказывают никакого негативного воздействия на здоровье людей.
Пластмассы – это материалы на основе полимеров (высокомолекулярных соединений), в состав которых может входить значительное число компонентов как органического, так и минерального происхождения, обеспечивающих реализацию в материале широкого спектра разнообразных свойств.
Пластмассы применяются в основном в виде твердых, жестких материалов, изделия из которых способны выдерживать значительные нагрузки. Температурная область эксплуатации пластмасс охватывает интервал от - 200 ° С до +800…-1000 ° С.
Физические свойства полимеров зависят не только от молекулярного веса и формы молекулы, но и от строения молекулярной цепочки. Современная технология синтеза полимеров позволяет контролировать возможность образования различных структур. К основным молекулярным структурам полимеров относятся: линейные, разветвленные, сшитые и сетчатые, а также возможные изомерные конфигурации.
На рисунке 5.1 представлены схематические изображения линейных, разветвленных, сшитых и сетчатых полимеров.
Линейные полимеры – это макромолекулы, в которых повторяющиеся единицы последовательно присоединяются к концам друг друга. Такие длинные макромолекулы представляют собой гибкие цепочки, которые можно сравнить со спагетти (рисунок 5.1, а ). Между цепочками линейных полимеров может существовать вандерваальсово взаимодействие с образованием водородных связей. Типичными примерами линейных полимеров являются полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, полиметилметакрилат, полибутадиен, нейлон и фторопласты.
Разветвленные (лестничные) полимеры представляют собой основную цепь макромолекулы с присоединенными боковыми длинными ответвлениями (рисунок 5. 1, б ). Боковые ветви, присоединенные к основной цепи, могут образовываться в ходе химических реакций в процессе синтеза полимера.
Рисунок 5.1. Схематические изображения полимеров: а – линейные; б – разветвленные; в – сшитые; г – сетчатые
Плотность молекулярной упаковки снижается, что приводит к уменьшению удельного веса материала. В полимерах, которые обычно рассматриваются как линейные, также могут существовать боковые ответвления. Например, полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) – это линейный полимер, а макромолекулы полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) содержат короткие боковые ответвления.
Разветвленная форма соответствует полиизопрену, полиизобутилену, полиэтилентерефталату.
Сшитые полимеры имеют соседние линейные цепочки, связанные между собой в различных местах ковалентными связями (рисунок 5.1, в ). Образование поперечных сшивок происходит непосредственно в процессе синтеза, а также путем необратимых химических реакций с другими химическими веществами, например серой. Часто формирование поперечных сшивок осуществляется путем введения посторонних атомов или молекул, ковалентно присоединяемых к основным цепям. В частности резины получаются именно вследствие образования поперечных связей между макромолекулярными цепями.
Сшитые формы макромолекул свойственны полиизобутилену, фторопласту, некоторым видам силикона и эпоксидированным полимерам. К полимерным композициям со сшитой трехмерной формой макромолекул относятся эбониты и фенопласты.
Сетчатые полимеры представляют собой полифункциональные мономеры, образующие три или более активные ковалентные связи, которые выстраиваются в трехмерную сетчатую структуру. Такие материалы обладают особенными механическими и термическими свойствами. К таким полимерам относятся эпоксидные смолы, полиуретаны и фенолформальдегидные смолы. Сшитую сетчатую (паркетную) форму макромолекул имеют целлюлоза, хитин и другие при родные полимеры.
Для оценки качества полимерных материалов в классификационной системе выделены два основных параметра: прочность, т. е способность противостоять внешним нагрузкам и теплостойкость – способность сохранять работоспособность в определенном интервале температур.
Промышленные полимеры по своим свойствам могут быть разделены на 4 группы:
1) пластмассы общетехнического назначения (полиолефины, полистиролы, поливинилхлорид, полиакрилаты, эфиры целлюлозы);
2) пластмассы инженерно-технического назначения (материалы на основе полиамидов, поликарбоната, полиацеталей, модифицированного полифениленоксида, полиалкилентерефталатов;
3) теплостойкие и высокопрочные пластики;
4) материалы специального назначения.
Состав пластмасс разнообразен. Простые пластмассы – это полимеры без добавок. Сложные пластмассы – это смеси полимеров с различными добавками, такими как наполнители, стабилизаторы, пластификаторы и т. д. Изделия из пластмасс изготавливаются как на основе индивидуального полимера, так и полимернаполненной композиции.
Наполнители добавляют в количестве 40…70 % по массе для повышения механических свойств, снижения стоимости и изменения других параметров. Наполнители – это органические и неорганические вещества в виде порошков (древесная мука, сажа, слюда, кварцевый песок, тальк, двуокись титана, графит), волокон (хлопчатобумажные, стеклянные, асбестовые, полимерные) и листов (бумага, ткани из различных волокон, древесный шпон).
Стабилизаторы – различные органические вещества, которые вводят в количестве нескольких процентов для сохранения структуры молекул и стабилизации свойств.
Пластмассы имеют свойство стареть в связи изменением структуры молекул. Добавки стабилизаторов замедляют старение.
Пластификаторы добавляют в количестве 10…20 % для уменьшения хрупкости и улучшения формуемости.
Пластификаторами являются вещества, которые уменьшают межмолекулярное взаимодействие и хорошо совмещаются с полимерами. Часто пластификаторами служат эфиры, а иногда и полимеры с гибкими молекулами и небольшой молекулярной массой (олигомеры).
Специальные добавки – смазочные материалы, красители, добавки для уменьшения статических зарядов и горючести, для защиты от плесени, ускорители и замедлители отверждения и другие – служат для изменения или усиления какого-либо свойства.
Отвердители, изменяя структуру полимеров, влияют на многие свойства пластмасс. Чаще всего используют такие отвердители, которые ускоряют полимеризацию (оксиды некоторых металлов, уротропин и другие вещества).
В зависимости от поведения при нагревании полимеры делятся на две группы – термопластичные и термореактивные.
Термопластичные полимеры при нагревании размягчаются, а при охлаждении затвердевают. Никаких необратимых химических превращений при нагревании и охлаждении в этих полимерах не происходит.
Термореактивные полимеры или реактопласты при нагревании претерпевают необратимые химические превращения, в результате которых они твердеют, утрачивают растворимость в различных средах и способность к изменению формы.
Основой классификации пластмасс служит химический состав полимера.
Применение пластмасс как конструкционных материалов экономически целесообразно. По сравнению с металлами переработка пластмасс менее трудоемка, число операций в несколько раз меньше и отходов получается немного.
Пластмассовые детали, как правило, не нуждаются в отделочных операциях.
Характерными особенностями пластмасс являются малая плотность - 1000…2000 кг/м 3 , а у пенопластов от 15 до 800 кг/м 3 ; высокая химическая стойкость; хорошие электроизоляционные свойства; невысокая теплопроводность – 0,2…0,3 Вт/(м×К) и значительное тепловое расширение, в 10…30 раз больше, чем у обычных сталей.
К недостаткам пластмасс относятся низкая теплостойкость, большинство из них разлагается при температурах 150…300 °С, малая жесткость и небольшая вязкость по сравнению с металлами.
Все пластмассы подразделяются на термопластичные и термореактивные.
Термопласты - это пластмассы, которые после формования изделия сохраняют способность к повторной переработке.
Реактопласты – это пластические массы , переработка которых в изделия сопровождается химическими реакциями, без повторного использования в качестве вторичного сырья.
5.1.1. Термопластичные пластмассы
К основным термопластичным материалам, применяемым в промышленности, относятся полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол, полиамиды т. д.
Эти материалы изготавливают из высокомолекулярных органических соединений. Исходным сырьем, как правило, служат низкомолекулярные соединения. Макромолекулы имеют линейную или разветвленную форму.
Полиэтиленполучают полимеризацией этилена CH 2 = CH 2 . В результате образуются линейные молекулы с повторяющимся звеном (- CH 2 - CH 2 -) n . При полимеризации (температура 80 °С и давление до 200 МПа) получают полиэтилен низкого давления (ПЭНД) или высокой плотности (ПЭВП).
Если полимеризация осуществляется при давлениях 300…400 МПа и температуре 150 °С, получают полиэтилен среднего давления (ПЭСД). При более высоких давлениях и температуре 200…300 °С получают полиэтилен высокого давления (ПЭВД) или низкой плотности (ПЭНП). Предел прочности при растяжении составляет 8…16 МПа для ПЭВД, 21-29 МПа для ПЭСД и 26,5-32,5 для ПЭНД. Относительное удлинение меняется от 200 % для ПЭНД до 800 % для ПЭВД.
Температура плавления полиэтилена находится в пределах от 105 до 130 °С. Изделия из ПЭВД могут эксплуатироваться до 60 °С, из ПЭНД – до 100 °С. Изделия становятся хрупкими при температуре ниже –70 °С. Полиэтилен обладает водостойкостью, стоек в растворах серной и соляной кислот, щелочах.
Пленки из полиэтилена газопроницаемы, но водяные пары проникают плохо. Поэтому их используют для упаковки продуктов. Полиэтилен является экологически безвредным, поэтому его применяют в медицине, жилищном строительстве, в пищевом машиностроении.
Полипропиленполучают полимеризацией пропилена. Химическая формула повторяющегося звена молекул - . Технологический процесс производства полипропилена во многом сходен с производством полиэтилена низкого давления. Полипропилен имеет более высокую прочность, чем полиэтилен (s в = 25…40 МПа), обладает высокой ударной вязкостью, может эксплуатироваться без нагрузки до 150 °С. Имеет низкую морозостойкость – до –30 °С.
Полипропилен перерабатывается экструзией, литьем под давлением, прессованием, его можно сваривать, напылять на металл, ткань, картон, подвергать механической обработке.
Полипропилен применяют для изготовления труб, пленки, синтетического волокна. Пленки из полипропилена обладают высокой прозрачностью, теплостойкостью, имеют малую газо- и паропроницаемость. Полипропилен применяют также и для изготовления пористых материалов – пенопластов.
Из поливинилхлорида (- CH 2 – CHCl -) n изготавливают два вида пластмасс – винипласт и пластикат.
Винипласт представляет собой жесткий поливинилхлорид, не содержащий пластификаторов. Его выпускают в виде листов, труб, пленок и сварочных прутков. Пленочный винипласт используют в качестве антикоррозионного покрытия, футеровки химической аппаратуры, для изоляции электрических проводов. Срок службы винипласта в 2…3 раза больше, чем у других неметаллических коррозионностойких материалов. В качестве конструкционного материала наполненные композиции ПВХ могут заменять цветные металлы, так как имеют относительно высокий предел прочности (s в = 50…65 МПа).
Винипласт хорошо обрабатывается на металло- и деревообрабатывающих станках, поддается сварке и склеиванию.
При нагреве склеивается с металлом и бетоном. Его применяют для упаковки лекарств и пищевых продуктов, для изготовления обложек книг и папок, для электротехнических целей, вентиляционных воздуховодов и других конструкций.
Пластикат представляет собой пластифицированный поливинилхлорид. Пластикат обладает хорошей стойкостью к старению, эластичен, влагонепроницаем, не горюч, стоек против действия бензина и различных масел. Морозостоек до –50 °С.
Пластикат используется для изготовления различных изделий, в частности – линолеума.
Полистирол получают полимеризацией стирола. Он имеет химическую формулу 
. Полистирол является твердым материалом, устойчив к воздействию растворов кислот, щелочей, светостоек. Растворяется в органических растворителях. Полистирол является отличным диэлектриком при температурах от –80 до +110 °С. Его используют для изготовления изоляторов, фасонных изделий, лент и труб для изоляции проводов, корпуса электроприборов, телефонов.
Полиамиды представляют собой сложные полимеры, содержащие амидные группы . В настоящее время синтезировано очень большое число полиамидов, но наибольшее промышленное использование получили капрон, нейлон и лавсан. Перерабатывают полиамиды в изделия литьем под давлением, экструзией и центробежным литьем.
Полиамиды отличаются высокой прочностью (s в = 75…85 МПа) особенно при ударных нагрузках, хорошей эластичностью (волокно из полиамида или пленку можно удлинить в 4…6 раз). Они имеют хорошие антифрикционные свойства.
Их коэффициент трения уступает лишь фторопластам. Полиамиды относятся к числу важнейших конструкционных неметаллических материалов благодаря сочетанию высокой удельной прочности с высокой коррозионной стойкостью.
Из полиамидов изготавливают подшипники, вкладыши к подшипникам, втулки, муфты, лопасти гребных винтов, электроизоляторы, медицинские инструменты.
К числу недостатков полиамидов относятся низкая морозоустойчивость, резкая зависимость свойств от поглощения воды, резкое снижение прочности при температурах превышающей 100 °С.
5.1.2. Термореактивные пластмассы
Термореактивные пластмассы отличаются от термопластичных повышенной теплостойкостью, практически полным отсутствием ползучести под нагрузкой при обычных температурах, постоянством физико-механических свойств в интервале температур их эксплуатации.
Термореактивные пластмассы получают на основе эпоксидных, полиэфирных, полиуретановых, фенолформальдегидных и кремнийорганических полимеров с различными наполнителями.
Из этого класса пластмасс наиболее распространенными являются фенолформальдегидные пластические массы, имеющие общее название – фенопласты. При термической деструкции полимеров этого типа образуется углеродистый остаток (так называемый кокс), обладающий высокой термостойкостью.
При нагревании или в присутствии отвердителей смолы переходят в полимеры, имеющие сетчатое строение. В зависимости от характера наполнителя и степени его дисперности фенопласты подразделяют на пресс-порошки, волокниты и слоистые пластики.
Пресс-порошки применяют для изготовления как технических, так и бытовых изделий. От характера наполнителя зависят механическая прочность, теплостойкость, химическая стойкость и диэлектрические свойства. Из органических наполнителей чаще всего используют древесную муку, из неорганических – слюду, кварц, плавиковый шпат, каолин. Пластмассы с минеральными наполнителями превосходят по свойствам пластмассы с органическим наполнителем. Максимальная температура эксплуатации составляет 200 °С.
Пресс-материалы с порошковыми наполнителями обладают относительно невысокими механическими свойствами, при растяжении s в = 30…60 МПа, при сжатии s в = 150…190 МПа.
При использовании волокнистых наполнителей из асбеста, хлопковой целлюлозы и стеклянного волокна прочность повышается до s в = 90 МПа при растяжении и s в = 1200 МПа при сжатии. При увеличении длины волокон до 30 мм ударная вязкость возрастает с 90 кДж/м 2 до 200 кДж/м 2 .
При использовании в качестве наполнителя асбестового волокна и новолачной смолы получают асбоволокнит. Из него получают изделия общетехнического назначения: переключатели, фланцы, рукоятки, шестеренки. Материал стоек к воздействию воды, слабых растворов кислот, щелочей, достаточно термостоек – до 300 °С.
На основе резольной смолы и асбеста получают фаолит. Он стоек в кислотах: серной (средних концентраций до 50 °С), соляной (всех концентраций до 100 °С), уксусной, фосфорной (до 80 °С), лимонной (до 70 °С).
Также фаолит устойчив в растворах различных солей (до 100 °С), в том числе натрия и кальция, в атмосфере газов: хлора и сернистого ангидрида до 90…100 °С. Фаолит нестоек в азотной и плавиковой кислоте, в щелочах.
Из фаолита изготавливают разнообразную аппаратуру: емкости, ректификационные башни, холодильники, барботеры, арматуру, трубы и т. д. Фаолит можно эксплуатировать до 130…150 °С. Он сравнительно хрупок, но по механической прочности превосходит кислотостойкую керамику.
При использовании в качестве наполнителя стеклянного волокна получают стекловолокнит. Это прочный, устойчивый к вибрационным нагрузкам материал, обладающий высокой удельной прочностью и стойкостью к действию агрессивных сред и микроорганизмов.
К пресс-материалам со слоистыми наполнителями относятся текстолит, гетинакс и стеклотекстолит.
Текстолит – это прессованный материал, изготавливаемый из хлопчатобумажной ткани или других слоистых материалов (например, асбестовая ткань), пропитанных фенолформальдегидной смолой и далее отвержденных. Пропитанные смолой пакеты прессуются между нагретыми плитами гидравлических прессов при температуре 145…150 °С.
Текстолит прочнее фаолита (при растяжении s в = 65…100 МПа). Он применяется для изготовления деталей, передающих усилия: шестерен, роликов для тросов, муфт и т. д.
Гетинаксимеет в качестве наполнителя бумагу и используется в электро- и радиопромышленности, особенно при изготовлении печатных схем.
Стеклотекстолит на основе стеклоткани имеет высокую удельную прочность, не уступающую, а иногда и превышающую аналогичный показатель для стали, дюралюминия и титана. Предел прочности при растяжении s в = 200…600 МПа Стеклопластики хорошо противостоят действию ударных и динамических нагрузок, обладают способностью гасить колебания элементов конструкций. Они стойки к воздействию растворов электролитов, масел, жидких топлив. Из них изготавливают крупногабаритные конструкции для хранения и транспортировки агрессивных жидкостей.
Прочностные свойства и теплостойкость могут быть повышены, если применять в качестве связующего материала эпоксидные, полиэфирные или кремнийорганические полимеры.
Кремнийорганические и элементорганические соединения, содержащие фосфор, алюминий и другие элементы, применяют для получения теплостойких материалов. Пластмассы на основе кремнийорганических смол сохраняют свои свойства в диапазоне температур от –60 до +250 °С, а некоторые даже до 550 °С.
Для изготовления указанных пластмасс чаще всего применяют полисилоксаны и полифенилсилоксаны. В качестве наполнителей используют стеклянные волокна, металлические порошки, кварцевую муку и др. Из этих пластмасс изготавливают электрическое оборудование и приборы, выдерживающие кратковременные нагревы до 2000…3000 °С.
5.1.3. Пластмассы общетехнического назначения
Пластмассы общетехнического назначения изготавливают из полиолефинов. Полиолефинаминазываются полимерные материалы, получаемые путем полимеризации и сополимеризации непредельных соединений ряда олефинов – этилена, пропилена, бутана, гексана и др.
Марки полиэтиленов состоят из восьми цифр: Первая цифра указывает на способ производства: 1 – высокое давление при полимеризации;2 – низкое давление. Две последующие цифры обозначают метод производства базовой марки: 01-49 – автоклавный; 50-99 – в трубчатом реакторе. Четвертая цифра указывает на способ усреднения полимера: 0 – холодным смешением, 1 – в расплаве. Пятая цифра обозначает группу плотности. Цифры после тире – увеличенный в 10 раз показатель текучести расплава (ПТР).
Например, марка 15803-020 показывает, что это базовая марка ПЭ высокого давления (1), полученная в трубчатом реакторе (58), холодного усреднения (0), группы плотности 3 и с ПТР 2 г/10 мин.
Применяется для изготовления пленок, ламинированных и упаковочных материалов (с фольгой или бумагой), для изоляции проводов и кабелей, при изготовлении детских игрушек, изделий бытового назначения, медицинских изделий, для изготовления бутылок (для воды, соков, моющих средств и т.п.), упаковочных коробок и банок.
Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП низкого и среднего давления) характеризуется более высокой теплостойкостью, огнестойкостью, более высоким пределом при растяжении и изгибе. Марки ПЭВП (цифра 2 – низкое давление) имеют порядковые номера от 201 до 210 (синтез в среде растворителей), 270-279 (газофазный), 217-224 (высокопрочный), 215-216 (высокомолекулярный). Применяется для изготовления трубопроводов для транспортировки жидкостей и газов, коррозионно-устойчивой аппаратуры, всевозможных бутылок, бочек и других емкостей, в качестве изоляционного материала в электротехнике и электронике, при изготовлении тары для транспортировки мясной и рыбной продукции (ящики, короба).
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) обладает повышенными прочностными показателями, низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью, стойкостью к растрескиванию, химической стойкостью в наиболее агрессивных средах; температурный интервал эксплуатации от -260 до + 120 ° С. Переработка СВМПЭосуществляется методом спекания, прессования и плунжерной экструзии, литьем под давлением.
Применяется СВМПЭ для изготовления высокопрочных технических изделий, стойких к удару, растрескиванию и истиранию (шестерни, втулки, муфты, ролики, валики, звездочки и т.п.), а также в эндопротезировании, для изолирующих деталей аппаратуры, работающей в диапазоне высоких и сверхвысоких частот и пористых изделий (фильтров, глушителей шума, прокладок), для замены дорогостоящего фторопласта.
Марочный ассортимент полипропилена (ПП) включает 5 марок, получаемых при среднем давлении (01002 – 01020), 13 марок, получаемых при низком давлении (21003 – 21230) и 3 марки блоксополимера с этиленом (22007 – 22030). Обозначение марки ПП состоит из 5 цифр: первая цифра 2 или 0 указывает на давление при синтезе (низкое или среднее), вторая цифра указывает вид материала: 1 – полимер, 2 – сополимер. Три последующие цифры означают десятикратное значение показателя текучести расплава.
В обозначении композиции через тире указывается номер рецептуры стабилизации, через запятую цвет и число рецептуры окрашивания. Например, марка 21180-16,Т20 обозначает ПП, полученный на металлоорганическом катализаторе при низком давлении, ПТР составляет 18 г/10 мин, рецептура добавки №16 – антикоррозионная, материал содержит 20 % талька.
К группетермопластов также относятся полимеры на основе стирола и сополимеров с другими мономерами (акрилонитрил, метилметакрилат, бутадиен). Полистиролы подразделяются на полистирол общего назначения, ударо-прочный полистирол и АБС-пластики.
Полистирол общего назначения отличается высокими диэлектрическими свойствами, оптической прозрачностью, низкой теплостойкостью (до 70 ° С) и низкой ударной вязкостью, хорошо перерабатывается в изделия литьем под давлением и экструзией. Марочный ассортимент – 16 марок. Маркировка полистирола общего назначения – ПС. Ударо-прочный полистирол отличается повышенными показателями ударной вязкости в диапазоне температур (до -30…- 40 ° С). Маркировка ударо-прочного полистирола – УПС.
АБС-пластикиобладают повышенной теплостойкостью, ударной прочностью и хемостойкостью и перерабатываются литьем под давлением и экструзией. Марочный ассортимент около 20 марок. Маркировка АБС-пластиков – АБС.
Из полистиролов изготавливают изделия электротехнической и электронной промышленности (ПС); крупногабаритные изделия холодильников, ящики и короба для транспортировки товаров, внутреннюю облицовку зданий (УПС); корпуса телевизоров, компьютеров, лодок, детских ванн (АБС).
Поливинилхлорид (ПВХ).Различают жесткий и эластичный ПВХ.
Жесткий ПВХ (винипласт) обладает высокой механической прочностью, значительными водо- и хемостойкостью, хорошими диэлектрическими свойствами, низкой ударной прочностью и невысокой температурой эксплуатации (до 70…80 °С). Применяется в производстве листов, труб, профилей, пленки.
Эластичный ПВХ (пластикат)характеризуется высокой эластичностью в диапазоне температур от - 60 до + 100°С, высокой водо-, бензо- и маслостойкостью, хорошими диэлектрическими свойствами, склонностью пластификаторов к миграции и выпотеванию, что ведет к ухудшению эластичности и морозостойкости. Из эластичного ПВХ выпускаются кабели, шланги,изоляция, прокладки, обувь, изделия медицинского назначения.
Маркировка ПВХ, на примере ПВХС6358 Ж, означает: С – суспензионный, значение константы Фикентчера – 63, группа насыпной плотности – 5 (0,45 – 0,6 г/см 3), остаток на сите 8 %, рекомендуется для производства жестких изделий.
Полиметилметакрилат (ПММА).Отличается исключительно высокой прозрачностью, высокой температурой размягчения, хорошими механическими свойствами, склонностью к растрескиванию. Из ПММА изготавливают органические стекла, световые фонари бытовых приборов и зданий. Маркируется - ПММА.
Пластмассы инженерно – технического назначения.
Полиамиды– высокомолекулярные полимеры, содержащие в основной цепи амидные группы (NH-CO-) и представляющие собой высококачественные волокнообразующие материалы.
Обладают высокими физико-механическими свойствами, особенно при ударных нагрузках; прекрасной стойкостью к маслам, бензину, керосину; химической стойкостью в щелочных средах; низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью; нестабильностью размеров в условиях эксплуатации, связанных с большим водопоглощением.
Наиболее распространенными являются полиамид – 6 (капрон), полиамид - 66, полиамид - 610 и полиамид -12.
Маркируются полиамиды – ПА - 6, ПА - 6.6, ПА - 6.10, П -12Л.
Полиформальдегиды (ПФ) – характеризуются достаточно высокой теплостойкостью (температура эксплуатации до 140 °С), высокой прочностью и жесткостью, хемостойкостью, стойкостью к углеводородам и маслам, низким водопоглощением и высокой размерной стабильностью, а также низким коэффициентом трения.
Выпускается целый ряд марок сополимеров ПФ, СФД, СТД, из которых изготавливают изделия электропромышленности, автомобилестроения, спортинвентаря, зубчатых колес, кулачков, подшипников, деталей водопроводной арматуры.
Поликарбонат (ПК)– термопластичный полимер на основе дифенилолпропана и хлорангидрида угольной кислоты, обладающий высокой стойкостью к ударным нагрузкам, низким водопоглощением, высокой оптической прозрачностью и высокими диэлектрическими свойствами. Температурный интервал эксплуатации ПК от – 100 до + 135 °С.
Широко применяется для изготовления корпусных изделий, прозрачных экранов, крышек, автомобильных фар, очков, линз, объективов фотоаппаратов. Маркируются поликарбонаты – ПК.
Полибутилентерефталат (ПБТФ) и полиэтилентерефталат (ПЭТФ) – термопластичные полиэфиры, характеризующиеся высокой твердостью и жесткостью, высокой размерной стабильностью, высокой износостойкостью, хорошей теплостойкостью. Они находят применение в производстве шестерен, подшипников, втулок, бутылей, флаконов, звеньев цепных передач, деталей замков. Маркируются - ПБТФ, ПЭТФ.
Теплостойкие пластмассы.
Полиарилаты– термопластичные полиэфиры на основе ароматических дикарбоновых кислот и двухатомных фенолов, обладающие хорошими диэлектрическими свойствами, высокими физико-механическими свойствами, стабильными в условиях длительного старения.
Марочный ассортимент содержит две группы: на основе дифенилолпропана (марки «О») с рабочим интервалом температур 175…180 °С и на основе фенолфталеина (марки «Ф» с рабочим интервалом температур 220…250 °С. На основе полиариатов выпускают лаки, пленочные материалы электроизоляционного назначения.
Полиимиды– термостойкие поликонденсационные полимеры на основе ароматических тетракарбоновых кислот и ароматических диаминов, обладающие высокой термостойкостью, высокими механическими характеристиками при повышенных температурах от -250 до + 250 °С (кратковременно до 300 … 400 °С), не окисляются при 250 … 275 °С.
Фторполимеры (фторопласты) –полимеризационные полимеры на основе тетрафторэтилена и его сополимеров с диеновыми соединениями, обладающие чрезвычайно высокими стойкостью и диэлектрическими свойствами в диапазоне рабочих температур от – 260 до + 350 °С, высокой хемостойкостью, склонностью к ползучести под нагрузкой, низкой износостойкостью и радиационной стойкостью.
Используются в качестве труб, пленок, паст, уплотнительных элементов, изоляции и др.
Маркировка фторполимеров – Ф - 4, Ф -3, Ф – 2, Ф – 40.
Контрольные вопросы:
1. Какую структуру имеют термореактивные полимеры?
2. Для какой цели в пластмассы вводят стабилизатор?
3. Что такое термореактивные полимеры?
4. Какую применяют износостойкую пластмассу для зубчатых колес?
5. Из какого материала изготавливают тормозные накладки?
6. Чем отличается поливинилхлорид от полистирола?
7. Чем отличается полимеризация от поликонденсации?
8. Чем отличается полиэтилен от полипропилена?
9. Какой пластический материал можно использовать для изготовления подшипников скольжения?
10. Какие достоинства полиметилметакрилата Вы знаете?
11. Как называется слоистый пластик на основе фенолформальдегидной смолы с наполнителем из бумаги?
12. Что такое термопластичные полимеры?
13. Какой пластик можно использовать в качестве теплоизоляционного материала?
14. Из какого материала изготавливают малонагруженные шкивы?
15. Из какого материала изготавливают пищевую тару?
16. Какой пластмасс применяется для изготовления втулок-подшипников?
17. Какой пластмасс применяется для изготовления деталей пищевого оборудования, в котором происходит прямой контакт с пищевым продуктом?
18. Какие марки теплостойких пластических материалов Вы знаете?
19. Какие детали изготавливают из гетинакса?
20. Какие детали изготавливают из текстолита?
21. Какие детали изготавливают из полиметилметакрилата?
22. Какие детали изготавливают из фторопласта?
23. Какие детали изготавливают из полипропилен?
24. Какие детали изготавливают из полиэтилена?
