Тема 7. Неметаллические материалы.

 Полимерные пластические материалы — искусственные материалы, получаемые на основе природных или синтетических высокомолекуляр­ных полимеров при нагреве путем формования в размягченном состоя­нии под давлением и с последующим переходом в твердое состояние сформованной массы при дальнейшем ее нагревании (термореактивные) или охлаждении (термопластичные). В инженерной практике такие ма­териалы называются пластмассами.

Пластмасса — материал, представляющий собой композицию поли­мера с различными ингредиентами, находящуюся при формовании изделий в вязкотекучем или эластичном состоянии, а при эксплуатации — в стеклообразном или кристаллическом состоянии

Ошибка! Ошибка связи.

 

Широкое распространение пластмасс предопределили следующие их достоинства: неограниченные запасы сырья, легкость переработки в изделия с небольшими трудовыми затратами, малая себестоимость и комплекс ценных свойств, а именно:

• плотность: плотных пластмасс — от 900 (полипропилен) до 2200 (по-­
лимерный бетон) кг/м³, ячеистых с пористостью до 95% -- 10...20 кг/м³;

• теплопроводность пластмасс при отсутствии наполнителей 0,116...
0,348 Вт/(м • К), а у поропластов — 0,028...0,0348 Вт/(м • К);

• _сж= 150 (древесно-слоистые пластики)...350 (стеклопластики) МПа;

• конструктивная прочность _сж/  = 1...2 (для кирпича -- 0,02, бето­-
на — 0,06, древесины — 0,07);

• модуль Юнга Е= (0,1...0,31) • 10⁵ МПа (для ненаполненных пласт­
масс - 0,001...0,045 • 10⁵ МПа);

• водопоглощение: для плотных пластмасс — 0,1...0,5%, для порис­
тых - З0...90%;

• хорошие фрикционные и антифрикционные свойства;

• низкая истираемость — 0,035...0,05 г/см² (истираемость наиболее
твердых горных пород — 0,01...0,1 г/см²);

• диэлектрические свойства;

• высокие оптические свойства — бесцветность и прозрачность орга­
нических стекол;

• высокая химическая стойкость в ряде сред и неподверженность
коррозии;

• хорошие декоративные свойства — окрашиваются в любые цвета и
долго сохраняют цвет;

• долговечность.

• Ценным свойством пластмасс является легкость их обработки, что позволяет придавать им разнообразную, даже самую сложную форму с по­мощью различных технологических приемов (литье, прессование, экстру­зия и др.), которые могут быть механизированы и автоматизированы. Большую группу пластмасс можно сваривать между собой и таким об­разом изготовлять сложной формы трубы и различные емкости.

• Недостатками пластмасс являются следующие их свойства:

• низкая ударная вязкость;

• повышенная ползучесть;

• высокий температурный коэффициент линейного расширения а • 1(Г⁶
(поливинилхлорид — 80...90, полиэтилен - - 160...230). У сталей этот по­
казатель равен 9...12, алюминия — 22...24, бетона -- 12, стекла — 0,8...8;

• низкая теплостойкость (при средней теплостойкости, равной 80...150°С,
до 400°С у кремнийорганических полимеров);

• способность воспламеняться или подвергаться деструкции под дей­
ствием огня;

• накопление зарядов на поверхности изделий (нужны антистатики);

• старение;

• токсичность;

• пожароопасность.

Общая классификация пластмасс может быть дана по следующим признакам: по происхождению полимеров, составу и структуре, проис­хождению наполнителей и их виду, упругим свойствам при нормальной температуре, отношению к нагреву и области применения.

• По происхождению полимеры, используемые для изготовления пласт­масс, делятся на природные и синтетические. Природные полимеры, в свою очередь, могут быть органическими и неорганическими.

• По составу пластмассы могут быть простыми ненаполненными (чистый полимер) и сложными наполненными, в том числе газонаполненными.

• По структуре пластмассы делят на гомогенные (однородные) и гете­рогенные (неоднородные) пластмассы. Структура пластмасс в первую очередь определяется их составом.

Наполнители для пластмасс по происхождению могут быть органи­ческими (хлопковые очесы, ткани, бумага и др.), неорганическими (слю­да, кварц, стеклянное волокно, мука и др.) и газовоздушными. По виду наполнители делятся на порошкообразные, волокнистые и листовые.

По упругим свойствам при нормальной температуре различают жест­кие (Е> 1 ГПа), полужесткие (Е= 1...0.4 ГПа), мягкие (Е= 0,02...0,1 ГПа) и эластичные (^<0,02 ГПа) пластмассы. Жесткие пластмассы имеют предел прочности на сжатие при 50%-ной деформации более 0,15 МПа, эластичные при аналогичных условиях — менее 0,01 МПа. Примерами жестких пластмасс являются фено- и аминопласты; полужестких — по­лиамиды и полипропилен; мягких - поливинилацетат и полиэтилен. К эластичным пластмассам относят разнообразные каучуки.

По отношению к нагреву пластмассы могут быть термореактивными (реактопласты) и термопластичными (термопласты).

По применению пластмассы можно подразделить на конструкцион­ные общего и специального (фрикционные и антифрикционные, уплотнительные, тепло- и электроизоляционные, химически стойкие, деко­ративные и др.) назначения и с особыми физико-химическими свойствами (например, оптически прозрачные). Однако это деление условно, так как одна и та же пластмасса может обладать разными свойствами.

Общепринятой единой научной классификации пластмасс не суще­ствует, более того, один и тот же вид пластмассы может иметь различ­ные фирменные названия, которые не дают никаких представлений о свойствах материала.

⇐ Предыдущая16171819202122232425Следующая ⇒

Поделиться: