Большая Советская Энциклопедия

Понятие: ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ТЕРМОПЛАСТОВ.,

источник - Большая Советская Энциклопедия




Основные виды термопластов. Среди термопластов наиболее разнообразно применение полиэтилена, поливинилхлорида и полистирола, преим. в виде гомогенных или эластифицированных материалов, реже газонаполненных и наполненных минеральными порошками или синтетич. органич. волокнами.

Табл. 1.-Свойства пластмасс
Основные компоненты
Плотность, г/см3
Термостойкость , oС
Твёрдость, Мн/м2 (кгс/мм2)
Модуль упругости при растяжении, Гн/м2 (кгс/мм2)
Ударная вязкость, кдж2
Разрушающее напряжение, Мн/м2 (кгс/мм2)
полимер
наполнитель
при разрыве
при сжатии
при изгибе
Термопласты
Полиэтилен
-
0, 945
60-80
45-60
0, 4-0, 55
не разрушается
20-40
40-80
20-30
 
 
 
(4, 5-6, 0)
(43-55)
(2-4)
(4-8)
(2-3)
Поли винилхлорид
-
1, 38
60-70
130-160
3 - 4
100-120
40-60
80-120
80 - 120
 
 
 
(13-16)
(300-400)
 
(4-6)
(8-12)
(8-12)
Полистирол
-
1, 047
75-85
140-150
3-4
10-15
35-40
80 - 110
80-90
 
 
 
(14-15)
(300-400)
 
(3, 5-4)
(8-11)
(8-9)
То же
Эластомер
1, 03
70-80
110-120
1, 8-2, 5
25-35
27 - 30
 
40-50
 
 
 
(11-12)
(180-250)
 
(2, 7-3)
 
(4-5)
"
Стекловолокно (l=2-4 мм; 30% по массе)
1, 4
100-110
180 - 190
6, 8-8
17-20
70-80
--
100 - 120
 
 
(18-19)
(680-800)
 
(7-8)
 
(10-12)
 
 
 
 
 
 
 
 
Полиамид-6
-
1, 14
60-70
100-120
2, 3-2, 8
110-170
60-90
50-65
90-140
 
 
 
(10-12)
(230-280)
 
(6-9)
(5-6, 5)
(9-14)
То же
Стекловолокно (l = 2-4 мм; 20% по массе)
1, 35
120-130
200-250
8, 4
20-40
180
180-200
200-280
 
 
(20-25)
(84J)
 
(18)
(18-20)
(20-28)
 
 
 
 
 
 
 
 
Поликарбонат
-
1, 2
110-130
150-160
2, 2-2, 6
120-140
50-75
80-85
80-100
 
 
 
(15-16)
(220-260)
 
(5-7, 5)
(8-8, 5)
(8-10)
То же
Стекловолокно (l=2-4 мм)
1, 42
200-220
250-280
6, 5-7, 5
90-110
80-90
100 - 110
140-150
 
 
(25-28)
(650-750)
 
(8-9)
(10-11)
(14-15)
Реактопласты
Отверждённая феноло-формальдегидная смола
-
1, 2
110-130
220-250
3-4
3-4
30-50
-
-
 
 
 
(22-25)
(300-400)
 
(3-5)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
То же
Древесная мука (50% по массе)
1, 4
100
200-240
7-8
4-4, 5
40-50
150
60-70
 
 
(20-24)
(700-800)
 
(4-5)
(15)
(6-7)
"
Кварцевая мука (50% по массе)
1, 9
150
-
8-10
3-3, 5
40-50
60 - 70
60-80
 
 
 
(800 - 1000)
 
(4-5)
(6-7)
(6-8)
"
Асбестовое волокно (50% по массе)
1, 85
200-250
-
16-25
21
50-70
100-110
80
 
 
 
(1600-2500)
 
(5-7)
(10-11)
(8)
"
Древесный шпон (75% по массе)
1, 3
125
200-240
28
80
250-280
160-180
260-280
 
 
(20-24)
(2800)
 
(25-28)
(16-18)
(26-28)
Отверждённая эпоксидная смола
 
1, 27
-
160-180
3-3, 5
-
60-70
 
 
 
 
 
(16-18)
(300-350)
 
(6-7)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
То же
Стекловолокно непрерывное однонаправленное (70% по массе)
2, 1
160-180
-
50-56
100-140
1800-2000
1200-1400
2000-2200
 
 
 
(5000-5600)
 
(180-200)
(120-140)
(200-220)
"
Стеклоткань (70% по массе)
1, 79-
120-160
-
22-31
--
450-480
450-500
650-700
1, 94
 
 
(2200-3100)
 
(45-48)
(45-50)
(65-70)
"
Углеродное волокно непрерывное однонаправленное (60% по массе)
1, 52
160-200
-
180-230
40-50
1000-1200
600-800
800 - 1000
 
 
 
(18000-23000)
 
(100-120)
(60-80)
(80-100)
"
Полибензимидазольное волокно непрерывное однонаправленное (60% по массе)
1, 36
180-200
-
120-150
--
200-250
300-350
500-600
 
 
 
(12000-15000)
 
(20-25)
(30-35)
(50-60)
"
Стекловолокно, хаотичное распределение (70% по массе)
1, 7 -
120-160
-
15 - 18
70-90
130-180
100-130
240-300
1, 85
 
 
(1500-1800)
 
(13-18)
(10-13)
(24-30)

П. м. на основе полиэтилена легко формуются и свариваются в изделия сложных форм, они устойчивы к ударным и вибрационным нагрузкам, химически стойки, отличаются высокими электроизоляционными свойствами (диэлектрич. проницаемость 2, 1-2, 3) и низкой плотностью. Изделия с повышенной прочностью и теплостойкостью получают из полиэтилена, наполненного коротким (до 3 мм) стекловолокном. При степени наполнения 20% прочность при растяжении возрастает в 2, 5 раза, при изгибе - в 2 раза, ударная вязкость - в 4 раза и теплостойкость - в 2, 2 раза.

Жёсткая П. м. на основе поливинилхло-рида - винипласт, в т. ч. эластифицированный (ударопрочный), формуется значительно труднее полиэтиленовых пластиков, но прочность её к статич. нагрузкам намного выше, ползучесть ниже и твёрдость выше. Более широкое применение находит пластифицир. поливинилхлорид - пластикат. Он легко формуется и надёжно сваривается, а требуемое сочетание в нём прочности, деформационной устойчивости и теплостойкости достигается подбором соотношения пластификатора и твёрдого наполнителя.

П. м. на основе полистирола формуются значительно легче, чем из винипласта, их диэлектрич. свойства близки к свойствам полиэтиленовых П. м., они оптически прозрачны и по прочности к статич. нагрузкам мало уступают винипласту, но более хрупки, менее устойчивы к действию растворителей и горючи. Низкая ударная вязкость и разрушение вследствие быстрого прорастания микротрещин - свойства, особенно характерные для полистирольных пластиков, устраняются наполнением их эластомерами, т. е. полимерами или сополимерами с темп-рой стеклования ниже -40 оС. Эластифицированный (ударопрочный) полистирол наиболее высокого качества получают полимеризацией стирола на частицах бутадиен-стирольного или бутадиен-нитрильного латекса. Материал, названный АБС, содержит около 15% гель-фракции (блок- и привитые сополимеры полистирола и указанных сополимеров бутадиена), составляющей граничный слой и соединяющей частицы эластомера с матрицей из полистирола. Морозостойкость материала ограничивает темп-pa стеклования эластомера, теплостойкость - темп-ра стеклования полистирола.

Теплостойкость перечисленных термопластов находится в пределах 60-80 оС, коэфф. термического расширения высок и составляет 1 · 10-4, их свойства резко изменяются при незначит. изменении темп-ры, деформационная устойчивость под нагрузкой низкая. Этих недостатков отчасти лишены термопласты, относящиеся к группе иономеров, напр. сополимеры этилена, пропилена или стирола с мономерами, содержащими ионогенные группы (обычно ненасыщенные карбоновые к-ты или их соли). Ниже темп-ры текучести благодаря взаимодействию ионогенных групп между макромолекулами создаются прочные физич. связи, к-рые разрушаются при размягчении полимера. В иономерах удачно сочетаются свойства термопластов, благоприятные для формования изделий, со свойствами, характерными для сетчатых полимеров, т. е. с повышенной деформационной устойчивостью и жёсткостью. Однако присутствие ионогенных групп в составе полимера понижает его диэлектрич. свойства и влагостойкость.

П. м. с более высокой теплостойкостью (100-130 оС) и менее резким изменением свойств с повышением темп-ры производят на основе полипропилена, полиформалъдегида, поликарбонатов, полиакри-латов, полиамидов, особенно ароматич. полиамидов. Быстро расширяется номенклатура изделий, изготавливаемых из поликарбонатов, в т. ч. наполненных стекловолокном.

Для деталей, работающих в узлах трения, широко применяются пластики из алифатических полиамидов, наполненных теплопроводящими материалами, напр. графитом.

Особенно высоки химич. стойкость, прочность к ударным нагрузкам и диэлектрич. свойства пластиков на основе политетрафторэтилена и сополимеров тетрафторэтилена (см. Фторопласты). В материалах на основе полиуретанов удачно сочетается износостойкость с морозостойкостью и длит. прочностью в условиях знакопеременных нагрузок. Полиметилметакрилат используют для изготовления оптически прозрачных атмосферо-стойких материалов (см. также Стекло органическое).

Объём произ-ва термопластов с повышенной теплостойкостью и органич. стёкол составляет ок. 10% общего объёма всех полимеров, предназначенных для изготовления П. м.

Отсутствие реакций отверждения во время формования термопластов даёт возможность предельно интенсифицировать процесс переработки. Осн. методы формования изделий из термопластов - литьё под давлением, экструзия, вакуумформование и пневмоформование. Поскольку вязкость расплава высокомолекулярных полимеров велика, формование термопластов на литьевых машинах или экструдерах требует уд. давлений 30-130 Мн/м2(300-1300 кгс/см2).

Дальнейшее развитие произ-ва термопластов направлено на создание материалов из тех же полимеров, но с новыми сочетаниями свойств, применением эластификаторов, порошковых и коротковолокнистых наполнителей.

Основные виды реактопластов. После окончания формования изделий из реактопластов полимерная фаза приобретает сетчатую (трёхмерную) структуру. Благодаря этому отверждённые реактопласты имеют более высокие, чем термопласты, показатели по твёрдости, модулю упругости, теплостойкости, усталостной прочности, более низкий коэфф. термич. расширения; при этом свойства отверждённых реактопластов не столь резко зависят от температуры. Однако неспособность отверждённых реактопластов переходить в вязкотекучее состояние вынуждает проводить синтез полимера в несколько стадий.

Первую стадию оканчивают получением олигомеров (смол) - полимеров с мол. массой 500-1000. Благодаря низкой вязкости раствора или расплава смолу легко распределить по поверхности частиц наполнителя даже в том случае, когда степень наполнения достигает 80-85% (по массе). После введения всех компонентов текучесть реактопласта остаётся настолько высокой, что изделия из него можно формовать заливкой (литьём), контактным формованием, намоткой. Такие реактопласты наз. премиксами в том случае, когда они содержат наполнитель в виде мелких частиц, и препрегами, если наполнителем являются непрерывные волокна, ткань, бумага. Технологическая оснастка для формования изделий из премиксов и препрегов проста и энергетич. затраты невелики, но процессы связаны с выдержкой материала в индивидуальных формах для отверждения связующего. Если смола отверждается по реакции поликонденсации, то формование изделий сопровождается сильной усадкой материала и в нём возникают значит. остаточные напряжения, а монолитность, плотность и прочность далеко не достигают предельных значений (за исключением изделий, полученных намоткой с натяжением). Чтобы избежать этих недостатков, в технологии изготовления изделий из смол, отверж-дающихся по реакции поликонденсации, предусмотрена дополнит. стадия (после смешения компонентов) - предотверждение связующего, осуществляемое при вальцевании или сушке. При этом сокращается длительность последующей выдержки материала в формах и повышается качество изделий, однако заполнение форм из-за понижения текучести связующего становится возможным только при давлениях 25-60 Мн/м2 (250-600 кгс/см2).



Copyright © 2018    ·    О проекте: «Рефераты, Энциклопедии, Словари On-Line»    ·
Поиск информации: ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ТЕРМОПЛАСТОВ. - Книга рекордов Гиннесса