КОНСТРУЮВАННЯ МЕБЛІВ

Термореактивні полімерні матеріали

Фенопласти (термореактивні матеріали на основі фенолформальдегідних смол) об'єднують багато різних видів продукції. Для конструкційних деталей меблів застосовують волокнисті прес-матеріали (волокнити) і прес-порошки з наповнювачами (деревна мука, мінерали тощо). Фенопласти, насамперед, мають значно більшу жорсткість відтермопластів, найстійкіші на стирання серед пласт­мас, з часом не старіють. Головним недоліком цього матеріалу є низька питома ударна в'язкість. Застосовують фенопласти для виготовлення опор корпусних меблів, лотків тощо.

Амінопласти (пресовані матеріали на основі січовико - або меламінофор - мальдегідних смол), порівняно з фенопластами більш гігієнічні, не мають запаху, світлостійкі, забарвлюються в різні кольори, в тому числі світлих відтінків.

Недолік амінопластів - схильність до розтріскування у експлуатації І високе водопоглинання. З урахуванням таких вад, амінопласти. можуть бути застосо­вані для виготовлення дрібних декоративних елементів, які не піддаються знач­ним навантаженням. За своєю суттю ДСП можна віднести до категорії амі­нопластів - стружково-клеєва композиція.

Склопластики - армовані композиції на основі скловолокна і синтетичних смол в якості зв’язуючого (поліефірні, епоксидні, фенолформальдегідні або їх модифікації). Армуючі наповнювачі - склотканини, сітки з кручених ниток скло­волокна тощо. Скловолокно має надзвичайно високі армуючі властивості. Вико­ристовуються склопластики для виготовлення опор корпусних меблів, стільців,
крісел, блоків «спинка - сидіння», центральних поворотних опор крісел тощо. Тех­нологічно виробництво базується на ручному формувані пакета склопластика та його пресуванні в спеціальних иресформах. Виробництво е шкідливим для здоров’я, тому що дрібні частинки скловолокна розсіюються в повітрі і потрапляють у ди­хальні органи робітників. Захист - маски з спеціальними фільтрами повітря.

Пінополіуретани - отримують взаємодією поліізоціантатів з поліефірами в присутності спінюючих агентів і інших добавок, або взаємодією ди - або триізо- ціантатів з багатоатомними спиртами. Залежно від відношення вихідних компо­нентів можна отримати поліуретани, що мають різні властивості - еластичні або жорсткі. Перші застосовують у виробництві м’яких меблів, другі - для виготов­лення декоративних елементів, погонних декоративних крайок тощо.

Загальною для отримання жорстких поліуретанів є екзотермічна реакція взаємодії компонентів, внаслідок якої відбувається рівномірне спінювання маси, причому зовнішній шар (біля стінок форми) виходить щільним, не спіненим. Ут­ворюється так звана «сандвіч-конструкція», жорстка і легка з щільним зовніш­нім шаром, що плавно переходить у спінену середину.

Вироби з жорсткого конструкційного пінополіуретану мають низку переваг:

- легкість виробів за рахунок спіненої середини;

- жорсткість і міцність за рахунок щільності зовнішнього шару;

- низьку теплопровідність;

- можливість зміни товщини деталі в широкому діапазоні;

- можливість отримання виробів надскладних форм;

- точне відтворення фактури поверхні форми (тонка імітація відкритопористої текстури деревини чи імітація фактури інших матеріалів);

- міцне з’єднання з іншими матеріалами в процесі формування.

Основне застосування - декоративні накладки і розкладки, сидіння і під­локітники, також можна виготовляти цілі корпусні вироби. Отримані з жорстко­го пінополіуретану елементи прекрасно імітують поверхню деревини за кольо­ром, текстурою і навіть фактурою (стару окислену і зношену поверхню, тріщини, випадаючі сучки, отвори від пошкодження шашелем тощо).

На рис. 5.14 зображено різновиди обкладок з пінополіуретану.

ню повітря тощо полімерні матеріали старіють [8]. Процес старіння полімерних матеріалів ~ порушення структури і будови молекул, при цьому паралельно йде два процеси: деструкція і структурування.

Процес деструкції викликає руйнацію полімера (розрив зв’язку між атома­ми), міцність його падає. При структуруванні слідом за розривом зв’язку між атомами йде утворення нових зв'язків між утвореними осколками і цілими мак­ромолекулами. При цьому полімер може не втратити, а набути більшої міц­ності.

Значно переважають випадки, коли при старінні фізико-механічні властиво­сті полімерних матеріалів погіршуються: підвищується ламкість, зменшуються еластичність і механічна міцність. З’являються тріщини, втрачається або змі­нюється колір. У житлових приміщеннях найбільше значення має світлостійкість полімерних матеріалів (хоча 90% ультрафіолетових променів затримує скло). Стійкими до сонячних променів є термореактивні полімери. Дуже чутливим до прямих сонячних променів є удароміцний полістирол. Процес старіння дуже сповільнений у поліетилену низького тиску в порівнянні з поліпропіленом. При старінні також відбувається зміна розмірів (деформація) полімерних матеріалів. Так, напрямні полозки і розкладки скорочуються за довжиною і зриваються з поверхні, до якої вони були закріплені клеєм чи метвиробами.

Щороку відбувається удосконалення виробництва полімерів і способів їх ста­білізації, що створює умови найширшого їх використання в конструюванні меб­лів як замінників цінної натуральної деревини.

Повзучість - процес деформування полімерних виробів (у часі) під дією зов­нішніх навантажень. Вона негативно позначається на експлуатаційних власти­востях навантажених деталей, що сприяє деформації поза межами допустимих норм. Високу стійкість до повзучості при експлуатації мають реактопласти, а та­кож поліформальдегід, полікарбонат, АБС-1 пластик і ряд інших термопластич­них полімерів. Необхідно зауважити, що всі термопласти при підвищеній темпе­ратурі (40 °С) деформуються скоріше, ніж при нормальній. Таким чином, ці ма­теріали завжди можна армувати неорганічними матеріалами - скловолокном, металевими сітками тощо.

Отже, при проектуванні і конструюванні пластмасових елементів меблів, особливо коли вони працюють на згин, необхідно враховувати повзучість.

Гігієнічність - одна з найважливіших переваг пластмасових елементів. їх можна легко чистити, мити, використовуючи хімічно активні мила. Однак вико­ристання нових синтетичних матеріалів у меблевих виробах тривалий час ста­вить вимоги безпеки до цих матеріалів для здоров'я людини. До таких факторів відносять: неприємний запах, що приводить до стану дискомфорту; гранично допустима концентрація шкідливих речовин, що в малих дозах, але постійно виділяється в навколишнє середовище, особливо це шкідливо для продуктів хар­чування, які можуть накопичувати ці речовини; накопичення статичної електри­ки, що, в свою чергу, сприяє накопиченню на їх поверхні пилу.

У зв’язку з цим деталі меблів для житла поділяють на два типи: І - ті, що не мають у процесі експлуатації контакту з харчовими продуктами; П - призначені для зберігання харчових продуктів або які можуть мати з ними контакт.

Особливу групу становлять вироби для дітей, до яких необхідно ставити підвищені вимоги гігієнічності.

Для таких полімерних деталей, які мають контакт з людським тілом, напри­клад підлокітники, важливим фактором є їх теплопровідність. Вироби з низь­кою теплопровідністю видаються людині теплими, зокрема жорсткий піно­поліуретан.

Естетичність. Застосування полімерних матеріалів в їх численних видах дає можливість дизайнерам створювати комфортабельні і разом з тим раціо­нальні форми різних стильових напрямів.

При конструюванні нових форм виробів, вузлів і деталей із пластмас необхід­но враховувати технологічні і конструкційні можливості даного матеріалу. Есте­тичні критерії форми і кольору найбільш важливі для цих елементів меблів.

Надзвичайно важливим показником естетичності є колір і фактура матеріа­лу. Класифікацію фактури поверхні наведено на рис. 5.15.