>>> Перейти на мобильную версию сайта >>>

Учебное пособие

Сварка

Основные виды полимеров и пластмасс

Полимеры и пластмассы, обладая целым рядом ценных свойств (достаточная прочность, антикоррозионность, стойкость против химически агрессивных сред, теплостойкость и др.), получают большое применение в самых различных отраслях народного хозяйства не только как заменители дефицитных металлов, но и как основные конструкционные материалы.

Полимер — высокомолекулярное органическое соединение, характеризующееся многократным повторением одного или более составных звеньев (составное звено — группа атомов, с помощью которой описывают строение цепи макромолекулы). В зависимости от структуры и формы макромолекул различают термопластичные и термореактивные полимеры. Термопластичные полимеры плавятся до вязкотекучего состояния без изменения структуры; они поддаются повторному нагреву и технологической обработке. Термореактивные полимеры при нагреве изменяют свою структуру, в результате исключается их повторное размягчение.

Полиэтилен — полимер этилена, термопластичен; изделия из него могут быть изготовлены литьем под давлением или центробежным, штамповкой при температуре 120... 135 °С и прессованием. Он обладает высокой химической стойкостью к агрессивным средам и является хорошим диэлектриком. Применяется при изготовлении изоляции подводных, силовых и радиочастотных кабелей, а также оборудования химических производств: труб, емкостей, плит, фитингов, тонкостенных деталей и др.

Полистирол — полимер стирола, термопластичен, отличается очень хорошими диэлектрическими свойствами, прозрачен, водостоек, морозостоек. Недостатками полистирола являются низкая теплостойкость, горючесть и хрупкость. Полистирол служит материалом для изготовления радио- и электроаппаратуры, высокочастотных приборов и химической аппаратуры. Его применяют также для изготовления электроизоляционных пленок, нитей и упаковочной пленки.

Полиакрилат — полимер сложного эфира акриловой кислоты. Наибольшее применение получили листовые акриловые материалы (органическое стекло различных марок). Кроме того, выпускают заготовки в виде стержней, труб, листов и материалов для изготовления деталей прессованием или литьем под давлением.

Полимегилметакрилат (органическое стекло) — отличается высокой светопроницаемостью, удовлетворительными прочностью и твердостью. Важным свойством органического стекла является его способность пропускать ультрафиолетовые лучи. Следует также отметить хорошую обрабатываемость резанием, давлением, сваркой. Применяют органическое стекло для остекления, изготовления различных изделий технического назначения.

Пластмасса представляет собой композицию полимера с различными ингредиентами заполнителями, пластификаторами, стабилизаторами, красителями, отвердителями и др.

Фенопласты — пластмассы на основе фенольных смол. В зависимости от технологии изготовления могут быть термопластичными и термореактивными. В сочетании с различными наполнителями получают фенопласты общетехнического назначения, электроизоляционные, жаростойкие, волокнистые, фрикционные и др. В качестве наполнителей применяют порошкообразные, волокнистые и слоистые материалы. Детали из фенопластов изготовляются методом горячего прессования при температуре 150... 200 °С и давлении 15...120 МПа. При этом получают готовые изделия, не требующие механической обработки.

Из термореактивных фенопластов с порошкообразным наполнителем изготовляют различные детали радио- и электротехнических изделий, электронной аппаратуры. Из ораолита (наполнитель — асбест, кварцевый песок или графит) изготовляют кислотостойкие трубы, ванны, детали коммуникаций. Для получения изделий общетехнического назначения в качестве наполнителя применяют древесную муку.

Из фенопластов с волокнистым наполнителем большое применение получили волокниты, текстолит-крошка и стекловолокнит. Они применяются для изготовления деталей, работающих на изгиб и кручение и требующих хороших механических и антифрикционных свойств (шестерни, втулки, ролики, кулачки, вкладыши подшипников и др.).

Из слоистых фенопластов в промышленности большое распространение получили текстолит (наполнитель— хлопчатобумажная ткань), ДСП — (наполнитель — древесный шпон) и гетинакс (наполнитель — сульфатная бумага). Эти пластмассы обладают большей прочностью, чем волокнистые. Особенно высокой прочностью обладает текстолит. Его применяют для изготовления шестерен, подшипников, вкладышей и других нагруженных деталей. ДСП используют как конструкционный и антифрикционный материал. Гетинакс используют в качестве электроизоляционного материала.

Аминопласты —термореактивные пластмассы на основе аминосмол. Они бесцветны, прозрачны и могут быть окрашены в любые (особенно светлые) тона с помощью красителей. В качестве наполнителей применяют сульфидную целлюлозу, хлопковую целлюлозу, асбест, тальк и др. Изделия из аминопластов получают методами горячего и холодного прессования при различных режимах. Температура горячего прессования 135...145°С, давление 10,5...42 МПа, время выдержки 1мин на 1 мм толщины изделия.

Аминопласты применяют главным образом для изготовления электроарматуры, радиодеталей, предметов широкого потребления (посуда, канцелярские и галантерейные товары и др.), а также для отделки магазинов, ателье, кают пароходов, железнодорожных вагонов.

Пластмассы на основе поливинилхлорида получают добавлением наполнителей, пластификаторов и красителей. Наполнители повышают механическую прочность пластиката и снижают его стоимость. Для повышения гибкости и пластичности, а также хорошего смешения составляющих, в смесь вводят 30...60% пластификатора (дибутилфталата). Обработкой такой смеси на вальцах получают мягкий листовой материал толщиной от 0,1 до нескольких миллиметров. Пластикат используют как футеровочный и электроизоляционный материалы, а также для изготовления труб с толщиной стенки 0,3...10 мм. В строительстве поливинилхлорид идет для производства полихлорвинилового линолеума, полихлорвиниловой пленки и др.

Винипласт — жесткий материал, получаемый путем обработки непластифицированного поливинилхлорида со стабилизаторами и смазывающими веществами при температуре 160... 180 °С; обладает большой прочностью, твердостью, хорошими диэлектрическими свойствами и высокой химической стойкостью. Винипласт легко поддается обработке резанием, сварке, склеиванию; получил большое применение в различных отраслях народного хозяйства, особенно в химической промышленности. Из винипласта изготовляют трубы, вентили, краны, фитинги. Винипластовые пленки применяют для футеровки химической аппаратуры, электролизных ванн и др.