Адрес этой страницы' ?>

Термопластичные пластмассы.

Из термопластичных пластмасс широкое применение находят полистирол, полиэтилен, фторопласт, органическое стекло, полиамиды (капрон, нейлон), винипласт и др. Все они в основном состоят из чистых смол и обладают высокой пластичностью при повышенных температурах.

Термопластичные пластмассы часто называют литьевыми, так как они перерабатываются в детали (изделия) преимущественно методом литья под давлением или экструзией.

Термопластичные пластмассы применяют для изготовления деталей различных приборов общего назначения, в электро- и радиотехнике и т. д. Для большинства термопластичных пластмасс характерен низкий температурный предел (60—80° С), при котором деталь (изделие), находясь под нагрузкой, сохраняет свою форму. Наряду с этим термопластичные пластмассы отличаются значительной ползучестью (хладотекучестью) под влиянием постоянно действующей нагрузки. Ползучесть повышается с увеличением нагрузки и повышением температуры.

К отрицательным свойствам термопластичных пластмасс относится резкое изменение механических свойств с изменением температуры даже в интервале температур, лежащих ниже температурного предела теплостойкости. Ниже дается краткое описание отдельных видов термопластичных пластмасс.

Полистирол получается путем полимеризации стирола. Это прозрачный бесцветный полимер, легко окрашиваемый в различные цвета. Полистирол удачно сочетает в себе низкую плотность, свето- и радиопрозрачность, стойкость к агрессивным средам и твердость с высокими диэлектрическими характеристиками. Он обладает также высокой стойкостью к радиоактивному излучению. Недостатком полистирола является хрупкость, низкая теплостойкость (80° С), а также тенденция к растрескиванию. Это явление связано с наличием внутренних напряжений в материале, которые получаются в нем при формовании деталей (изделий) в результате быстрого изменения температур. Для снятия внутренних напряжений детали (изделия) рекомендуется подвергать отжигу при температуре 60 —70° С в течение 24 ч с последующим постепенным охлаждением.

Благодаря прекрасным диэлектрическим свойствам полистирол нашел широкое применение в высокочастотных установках в радиотехнике, в электроизмерительных приборах. Высокая химическая стойкость и прозрачность обусловили применение полистирола в химическом аппаратостроении.

Полиэтилен получается путем полимеризации газообразного этилена. Промышленность выпускает полиэтилены высокого и низкого давлений, которые рознятся между собой по структуре и свойствам.

Полиэтилен высокого давления получается при температуре 150—250° С и давлении 100—120 Мн/м² (1000—1200 кГ/см²).

Полиэтилен низкого давления получается при температуре 20—60° С и давлении 100—500 кн/м² (1—5 кГ/см²). Полиэтилен низкого давления более прочен и теплостоек по сравнению с полиэтиленом высокого давления. Полиэтилен относится к наиболее легким термопластичным пластмассам: его плотность 920—950 кг/м³.

Особым свойством полиэтилена является химическая стойкость против кислот и высокая технологичность.

Полиэтилен широко применяется в производстве водопроводных и нефтепроводных труб, емкостей, работающих в контакте с агрессивными средами, пленочного упаковочного и защитного материала. Используется так же, как конструкционный материал (бесшумные зубчатые колеса в приборах и станках при малой нагрузке). Нетоксичность и инертность позволяют применять его в качестве небьющейся посуды.

Исходным сырьем для получения полипропилена служат нефтяные газы. Из них получают углеводород-пропилен, полимеризация которого дает полипропилен. Этот материал обладает высокой термостойкостью, прочностью и устойчивостью к действию различных реактивов: он сокращает стабильность размеров при температуре до 150° С.

Полипропилен широко применяется в производстве труб, тары для агрессивных сред, для электроизоляционных и радиотехнических изделий.

Фторопласты 3 и 4 —это продукты полимеризации фторопроизводных этилена. Фторопласт 4 совершенно не смачивается водой и не набухает; имеет высокие диэлектрические свойства особенно при высоких и сверхвысоких частотах, причем сохраняет эти свойства в интервале температур от —60 до +200° С. Обладает высокой химической стойкостью: по стойкости к агрессивным средам превосходит золото и платину. Обладает большой текучестью на холоде и невысокой твердостью. Используется как электроизоляционный материал в технике высоких и ультравысоких частот для изготовления химически стойких деталей.

В отличие от фторопласта 4 фторопласт 3 при нагреве размягчается и плавится при температуре 210° С. Текучесть на холоде отсутствует. При нормальной температуре более тверд. Обладает высокой химической стойкостью и водостойкостью. Применяется как диэлектрик в технике сильных токов для особо ответственных деталей, а также в качестве связующего материала для изготовления различных композиций материалов, идущих на изготовление сложных деталей (каркасы, катушки индуктивности и др.).

Полиамиды получаются путем поликонденсации органических кислот и диаминов, а также капроаминовой кислоты. Основным представителем полиамидов, получившим наибольшее распространение, является капрон—твердое вещество белого или светложелтого цвета.

К положительным свойствам капрона относятся следующие: высокая поверхностная твердость, высокая прочность на изгиб и удар, хорошее сопротивление износу и низкий коэффициент трения скольжения; капрон обладает хорошей стойкостью к действию жиров, масел и щелочей. Недостатком капрона является склонность к старению при повышенных температурах.

Как конструкционный материал капрон нашел применение для изготовления подшипников, зубчатых колес и других деталей, работающих на трение. Износостойкость капроновых подшипников выше, чем текстолитовых, чугунных и бронзовых.

Винипласты получают из полихлорвиниловой смолы. Винипласт — жесткий материал, стойкий по отношению к воде, спирту, минеральным маслам, почти ко всем щелочам и кислотам; обладает хорошими диэлектрическими свойствами, мало изменяющимися при увлажнении.

Недостатком винипласта являются склонность к ползучести при комнатной температуре, а также светочувствительность.

Винипласты широко применяются в химической, нефтяной, пищевой, фармацевтической промышленности. Из них изготовляют ёмкости для химического машиностроения, аккумуляторные баки, вентили, краны, клапаны для трубопроводов, детали насосов, вентиляторов и другие изделия.

Органическое стекло (полиметилметакрилат) получается при взаимодействии ацетона с цианистым натрием и метиловым спиртом. Это твердое, прозрачное вещество в 2 раза легче, чем обычное силикатное стекло; оно обладает стойкостью ко многим минеральным и органическим растворам, высокими диэлектрическими и антикоррозионными свойствами, имеет высокие технологические свойства. Недостатками органического стекла является низкая теплостойкость и невысокая механическая прочность.

Органическое стекло применяют для остекления приборов, изготовления химической аппаратуры, изготовления печатных схем в радиоприемниках, телевизорах и т. д.

Полиформальдегид — продукт полимеризации формальдегида представляет собой белый кристаллический порошок с температурой плавления 180° С. Детали (изделия) из полиформальдегида отличаются высокими прочностью и модулем упругости, жесткостью, красивым внешним видом, а также стабильностью размеров. Этот материал сохраняет жесткость и механическую прочность при повышении температуры до 120° С и является стойким к истиранию.

Полиформальдегид стоек к органическим растворителям и маслам. При комнатной температуре он не растворяется ни в одном из известных органических растворителей, однако разрушается концентрированными неорганическими кислотами и щелочами.

Полиформальдегид, обладая очень хорошими физико-механическими показателями, может быть использован как конструкционный материал для изготовления зубчатых колес, вкладышей подшипников скольжения, арматуры для водопроводов и других деталей.

Поликарбонат — это полиэфир угольной кислоты и диоксисоединения жирного и ароматического рядов. Поликарбонат обладает ценными физико-механическими и диэлектрическими свойствами, мало изменяющимися в широком интервале температур. Он устойчив к действию разбавленных кислот, растворов минеральных солей, к смазочным маслам, бензинам, но разрушается в растворах щелочей и аммиаке.

Поликарбонат можно применять как конструкционный материал для изготовления зубчатых колес, деталей подшипников, различных электро- и радиодеталей. Пленка из поликарбоната находит широкое применение в электро- и радиопромышленности, а также в быту.