Инженер начинается в школе

Пластические массы

Под термином «пластические массы» (пластмассы) при­нято подразумевать разнообразные промышленные продук­ты, которые на определенной стадии их изготовления обла­дают пластичностью, то есть способностью легко принимать любую форму и сохранять эту форму по окончании процес­са обработки. Главной составной частью пластмассы, опре­деляющей ее основные свойства, в большинстве случаев является органическое вещество — синтетическая (искус­ственная) или природная смола.

В настоящее время из пластических масс изготовляют сотни тысяч технических изделий, от мелких кнопок до крупнейших агрегатов: автомобильные шестерни, подшип­ники мощных прокатных станов, вагонетки, корпуса авто­мобилей, лодки, ткацкие челноки, точнейшие детали опти­ческих приборов, телефонные аппараты, небьющиеся стекла самолетов, сети неводов, детали химической аппаратуры, превосходящие по стойкости золото и платину.

В некоторых пластмассах синтетическая смола является только составной, связующей частью, определяющей основ­ные свойства пластмассы, а остальная часть состоит из наполнителей (древесная мука, шпон, стеклянное волокно, хлопчатобумажная ткань, бумага, асбест и прочее). Напол­нители придают изделиям прочность, твердость, теплостой­кость и другие специальные свойства. Замена одних напол­нителей другими позволяет значительно изменять свойства пластмасс. В то же время есть пластмассы, состоящие толь­ко из смолы и небольшого количества красителей.

Из пластических масс наиболее высокими диэлектричес­кими свойствами обладают: политетрафторэтилен (фторо - пласт-4), полистирол, полиэтилены, полиизобутилены, ге - тинаксы, стеклотекстолита, волокниты и некоторые дру­гие. Введением различных наполнителей диэлектрические свойства пластмасс можно изменять в очень широких пре­делах, а если добавлять токопроводящие вещества (графит, сажу, металлический порошок и т. д.), можно получать даже токопроводящие пластмассы. Пластмассы с повышен­ными электроизоляционными свойствами применяют для деталей электротехнического назначения. К ним относятся хорошо известные юным техникам: гетинакс, текстолит, полиэтилены всех марок.

Пластмассы, содержащие в качестве наполнителя ас­бест, стекловолокно и другие неорганические наполнители, отличаются высокой термостойкостью. Пластмасса с ас­бестом (асбоволокнит) приобретает фрикционные свойства и применяется для тормозных колодок. Введение графита, кварца и некоторых других материалов придает пластмас­сам высокую химическую и термическую стойкость; это позволяет использовать их для изготовления деталей хи­мической аппаратуры.

Под влиянием тепла и давления пластмассы способны приобретать пластичность, что и используется в технике для придания пластмассам самой разнообразной формы, которая сохраняется в изделиях в нормальных условиях их эксплуатации.

В зависимости от поведения связующего вещества под действием тепла и давления пластмассы условно разделяют на термопластичные и реактивные. Термопластичные ма­териалы (термопласты) при нагреве переходят в пластичес­кое состояние, не претерпевая коренных химических изме­нений. Превращения термопластов обратимы, то есть от­прессованное и охлажденное изделие можно нагреванием вновь размягчить и придать ему давлением прежнюю или иную форму (как лед можно расплавить, а затем воду вновь заморозить). Термореактивные пластмассы под действием тепла и давления подвергаются коренным, необратимым изменениям. Изделия, изготовленные из термореактивных материалов, вновь размягчить и переработать нельзя (так же как из муки с водой получают тесто, которое после выпечки уже в тесто не превратишь). Эти материалы отли­чаются твердостью, жесткостью и теплостойкостью.

Удельный вес большинства пластмасс равен 1,0—1,5 г/см3. По сравнению с черными металлами пластмассы в среднем легче в 5 раз, легче алюминия в 2 раза, легче свин­ца в 10 раз. Механическая прочность их колеблется в ши­роких пределах. Теплостойкость — от 70 до 300°С. Тепло­проводность пластмасс очень низка. Только у графитоплас - та она примерно равна коэффициенту теплопроводности стали. Коэффициент линейного расширения у пластмасс значительно выше, чем у металлов. Так, у винипласта он в 7 раз выше, чем у стали. Морозостойкость у пластмасс, как правило, хорошая — до минус 60°С и более низких температур. Химическая стойкость по отношению к агрес­сивным химическим средам у многих пластмасс высокая. Изделия из полиэтилена, винипласта, фторопласта и неко­торых других пластических материалов широко применя­ются в химическом машиностроении.

Основной способ производства изделий из термореак­тивных пластмасс — прессование — основан на способнос­ти прессматериалов при нагреве и под давлением перехо­дить в пластическое состояние, заполнять полость пресс - формы, а затем отверждаться. Пресспорошок засыпается в горячую прессформу, нагревается и размягчается вслед­ствие плавления связующего вещества и под действием давления пресса начинает течь, заполняя полость (внутрен­нее пустое пространство) прессформы и оформляясь в изде­лие. Одновременно в прессовочном материале происходит и процесс перехода смолы из мягкого расплавленного сос­тояния в твердое, которое заканчивается спустя некоторое время после полного смыкания прессформы. Затем пресс - форму раскрывают и извлекают горячее изделие.