- •Оглавление
- •Практическая работа № 4 «Изучение способов обработки металлов давлением»
- •Процессы обработки давлением
- •Свободная ковка металлов
- •1. Электрическая дуговая сварка.
- •1.1 Ручная дуговая сварка плавящимися толстопокрытыми электродами.
- •1.2 Ручная дуговая сварка угольным электродом дугой прямого действия.
- •1.3 Ручная дуговая сварка угольными электродами дугой косвенного действия.
- •1.4. Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом
- •1.6 Плазменная сварка.
- •1.7 Сварка в углекислом газе.
- •2. Электрошлаковая сварка.
- •3. Электроннолучевая сварка.
- •4. Лазерная сварка.
- •5. Газовая (газо-кислородная) сварка.
- •6. Термитная сварка.
- •7. Холодная сварка пластичных металлов.
- •8. Электрическая контактная сварка.
- •9. Ультразвуковая сварка.
- •10. Кузнечно-горновая сварка.
- •11. Газопрессовая сварка.
- •12. Диффузионная сварка в вакууме.
- •13. Сварка трением.
- •14. Сварка взрывом.
- •15. Индукционная высокочастотная сварка.
- •1. Сварка низкоуглеродистых сталей.
- •2. Сварка углеродистых сталей.
- •3. Сварка легированных сталей.
- •3.1 Низколегированные стали.
- •3.2. Среднелегированные стали.
- •3.3 Высоколегированные стали.
- •3.4 Хромистые стали.
- •3.5 Высокомарганцовистые стали.
- •3.6 Инструментальные стали
- •1. Сварка алюминия и его сплавов.
- •1. Подготовка под сварку.
- •2. Ручная дуговая сварка.
- •3. Автоматическая сварка.
- •4. Аргонодуговая сварка.
- •5. Газовая сварка.
- •6. Термическая обработка.
- •1.Сварка меди.
- •1.1. Дуговая сварка.
- •1.2. Сварка в среде защитных газов.
- •3.2. Газовая сварка.
- •3.3. Термическая обработка.
- •1. Сварка титана.
- •2. Аргонодуговая сварка.
- •2.1 Автоматическая сварка под флюсом.
- •2.2. Термическая обработка.
- •3. Сварка никеля.
- •1. Свойства чугуна.
- •2. Способы сварки чугуна.
- •1. Холодная сварка.
- •2. Полугорячая сварка.
- •3. Горячая сварка.
- •1. Требования к сварным соединениям.
- •2. Классификация сварных соединений.
- •1.1 Классификация строительных материалов и изделий
- •1.2. Физические свойства
- •1.3. Механические свойства
- •1.4. Химические свойства
- •1.5. Надежность
- •1.6. Технологические свойства
- •2.1. Композиционные материалы с алюминиевой матрицей
- •2.2. Композиционные материалы с никелевой матрицей
- •3. Композиционные материалы с одномерными наполнителями
- •3.1. Упрочнение волокнами
- •3.2. Армирующие материалы и их свойства
- •3.3. Получение композиционных материалов на металлической основе, армированных волокнами
- •3.4. Композиционные материалы с алюминиевой матрицей
- •3.5. Композиционные материалы на никелевой матрице
- •4. Эвтектические композиционные материалы
- •4.1. Эвтектические композиционные материалы на алюминиевой основе
- •4.2. Эвтектические композиционные материалы на основе никеля
- •5. Композиционные материалы на неметаллической основе
- •5.1. Свойства композиционных материалов с полимерной матрицей
- •5.2. Обработка и соединение композиционных материалов
- •1. Полимеры и полимерные материалы
- •1.1 Общая характеристика и классификация
- •1.2 Пластики
- •1.3 Эластомеры
- •1.4 Волокна
- •2. Переработка полимеров
- •2.1 Компаундирование
- •2.2 Технология переработки
- •2.3 Каландрование
- •2.4 Литье
- •2.5 Прямое прессование
- •2.7 Экструзия
- •2.8 Вспенивание
- •2.9 Армирование
- •2.10 Прядение волокон
- •1. Классификация вяжущих веществ
- •2. Воздушные вяжущие вещества
- •2.1. Гипсовые и ангидритовые вяжущие вещества
- •2.2. Известь строительная воздушная
- •2.3. Магнезиальные вяжущие вещества
- •2.4. Жидкое растворимое стекло
- •3. Гидравлические вяжущие вещества
- •3.1. Гидравлическая известь
- •5.3.2. Романцемент
- •3.3. Гидравлические известесодержащие и шлакощелочные вяжущие вещества
- •3.4. Цементы на основе портландцементного и глиноземистого клинкеров
- •3.4.1. Классификация цементов
- •3.4.2. Цементы на основе портландцементного клинкера
- •5.3.4.3. Цементы на основе глиноземистого клинкера
- •5.3.5. Гипсоцементно-пуццолановое и гипсошлакоцементное вяжущее
- •5.3.6. Кислотоупорные цементы
- •Список использованной литературы
2.10 Прядение волокон
Полимерные волокна получают в процессе, называемом прядением. Существуют три принципиально различных метода прядения: прядение из расплава, сухое и мокрое прядение. В процессе прядения из расплава полимер находится в расплавленном состоянии, а в других случаях - в виде растворов. Однако во всех этих случаях полимер, в расплавленном или растворенном состоянии, протекает через многоканальный мундштук, представляющий собой пластину с очень мелкими отверстиями для выхода волокон.
ПРЯДЕНИЕ ИЗ РАСПЛАВА. В своей простейшей форме процесс прядения из расплава может быть представлен следующим образом. Первоначально полимерные чешуйки расплавляют на нагретой решетке, превращая полимер в вязкую подвижную жидкость. Иногда в процессе нагревания происходит образование комков вследствие протекания процессов сшивания или термической деструкции. Эти комки могут быть легко удалены из горячего полимерного расплава пропусканием через систему блок-фильтров. Кроме того, для предотвращения окислительной деструкции расплав следует защищать от кислорода воздуха. Это достигается в основном созданием вокруг расплава полимера инертной атмосферы азота, СО2 и водяного пара. Дозирующий насос подает расплав полимера с постоянной скоростью на многоканальный мундштук (фильеру). Расплав полимера проходит через систему мелких отверстий мундштука и выходит оттуда в виде непрерывных и очень тонких мононитей. При контакте с холодным воздухом происходит мгновенное затвердевание волокон, выходящих из фильер. Процессы охлаждения и отвердения могут быть в значительной мере ускорены при обдувке холодным воздухом. Выходящие из фильер твердые мононити наматываются на катушки.
Важная особенность, которую следует учитывать в процессе прядения из расплава, заключается в том, что диаметр мононити в значительной степени зависит от скорости, с которой расплавленный полимер проходит через фильеру, и от скорости, с которой мононить вытягивают из фильеры и сматывают на катушки.
Рис.19. Схематическое изображение процессов сухого прядения (а) и прядения из расплава (б)
1 — загрузочная воронка; 2 — полимерные чешуйки; 3 — нагретая решетка; 4 — горячий полимер; 5 — дозирующий насос; б — расплав; 7— многоканальный мундштук, 8 — свежеспряденное волокно; 9 — катушка; 10 — раствор полимера; 11 — фильтр; 12 — дозирующий насос; 13 — многоканальный мундштук; 14 — свежеспряденное волокно; 15 — на катушку.
СУХОЕ ПРЯДЕНИЕ. Большое количество таких традиционных полимеров, как ПВХ или полиакрилонитрил, перерабатывают в волокна в крупных масштабах в процессе сухого прядения. Суть этого процесса показана на рис.19. Полимер растворяют в соответствующем растворителе с образованием высококонцентрированного раствора. Вязкость раствора регулируют увеличением температуры. Горячий вязкий раствор полимера продавливают через фильеры, получая, таким образом, тонкие непрерывные струйки. Волокно из этих струек образуется при простом испарении растворителя. Испарение растворителя может быть ускорено путем обдувания встречным потоком сухого азота. Волокна, образующиеся из раствора полимера, в конце концов наматывают на катушки. Скорость прядения волокон может достигать 1000 м/мин. Промышленные ацетатцеллюлозные волокна, полученные из 35%-ного раствора полимера в ацетоне при 40 °С, служат типичным примером получения волокон методом сухого прядения.
МОКРОЕ ПРЯДЕНИЕ. При мокром прядении, как и при сухом, используют сильно концентрированные полимерные растворы, высокую вязкость которых удается понизить повышением температуры прядения. Детально процесс мокрого прядения показан на рис.18. В процессе мокрого прядения происходит переработка вязкого раствора полимера в тонкие струнки при пропускании через фильеры. Затем эти полимерные струйки попадают в коагуляционную ванну с осадителем, где и происходит высаживание полимера из раствора в виде тонких нитей, которые после промывки, сушки и пр. собирают на катушках. Иногда в процессе мокрого прядения вместо непрерывных нитей образуются комки, что происходит в результате обрыва вытекающей из фильеры струйки под действием сил поверхностного натяжения.
Рис.20. Схематическое изображение процесса мокрого прядения
1 — раствор полимера; 2 — фильтр; 3 — дозирующий насос; 4 — многоканальный мундштук; 5 — осадитель; 6 — свежеспряденное волокно; 7 — ванна для коагуляции и осаждения; 8 — ванна для промывки; 9 — сушка; 10 — на катушку.
Этого удается избежать при увеличении вязкости полимерного раствора. Коагуляция, которая является лимитирующей стадией мокрого прядения, процесс довольно медленный, чем и объясняется низкая, по сравнению с другими, скорость прядения раствора, равная 50 м/мин. В промышленности процесс мокрого прядения используют для получения волокон из полиакрилонитрила, целлюлозы, вискозного волокна и т.д.
ОДНООСНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ. В процессе прядения волокон из полимерного расплава или раствора макромолекулы в волокне не ориентированы и, следовательно, их степень кристалличности сравнительно низка, что нежелательным образом отражается на физических свойствах волокна. Для улучшения физических свойств волокна подвергают операции, называемой одноосной вытяжкой, используя растягивающие аппараты определенного типа.
Основной особенностью аппарата является наличие системы двух роликов А и В (рис.21), вращающихся с различными скоростями. Ролик В вращается в 4-5 раз быстрее ролика А. Спряденную нить последовательно пропускают через ролик А, растягивающую шпильку 3 и ролик В. Поскольку ролик В вращается со скоростью большей, чем ролик А, волокно вытягивается под нагрузкой, задаваемой шпилькой 3. Вытяжка волокна осуществляется в зоне 2. После прохождения через ролик В вытянутая полимерная нить наматывается на металлическую бобину. Несмотря на то что в процессе вытяжки происходит уменьшение диаметра нити, ее прочностные свойства в значительной степени улучшаются вследствие ориентации макромолекул, параллельно оси волокна.
Рис.21. Схематическое изображение аппарата для одноосного ориентирования
1— невытянутая нить; 2 — зона вытяжки; 3 — растягивающая шпилька; 4— вытянутое волокно.
ПОСЛЕДУЮЩАЯ ОБРАБОТКА ВОЛОКОН. Для улучшения полезных свойств волокон их часто подвергают дополнительной специальной обработке: очистке, смазке, проклейке, крашению и т.д.
Для очистки используют мыла и другие синтетические моющие средства. Очистка есть не что иное, как удаление грязи и других примесей с поверхности волокна. Смазка заключается в обработке волокон с целью защиты их от трения с соседними волокнами и грубыми металлическими поверхностями в процессе переработки. В качестве смазывающих агентов в основном используют природные масла. Смазывание приводит также к уменьшению статического электричества, накапливающегося на волокнах.
Проклейкой называют процесс защитного покрытия волокон. В качестве проклеивающих материалов для большинства волокон используют поливиниловый спирт или желатину. Проклейка позволяет удерживать волокна в пределах компактного пучка и обеспечивает, таким образом, равномерное ткачество. Перед крашением ткани проклейку следует удалять промыванием в воде.
Для окрашивания волокна помещают в раствор красителя, молекулы которого проникают обычно лишь в аморфные области волокна.
Волокна на основе целлюлозы или белков быстро адсорбируют кислотные красители, которые легко связываются с амино- или гидроксильными группами полимеров. Процесс крашения синтетических волокон, таких, как полиэфиры, полиамиды или акрилы, протекает намного медленнее. Скорость крашения в этом случае удается увеличивать повышением температуры. Крашение волокон на основе поливинилхлорида, полиэтилена и пр. практически невозможно без введения в них активных абсорбционных центров при сополимеризации и химическом окислении.
Как ранее было отмечено, к полимерам относятся многочисленные природные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, крахмал, каучук и другие органические вещества. Большое число полимеров получают синтетическим путем на основе простейших соединений элементов природного происхождения путем реакций полимеризации, поликонденсации, и химических превращений.
В начале 60-х г. полимеры считали лишь дешевыми заменителями дефицитного природного сырья - хлопка, шелка, шерсти. Но вскоре пришло понимание того, что полимеры, волокна и другие материалы на их основе подчас лучше традиционно используемых природных материалов - они легче, прочнее, более жаростойки, способны работать в агрессивных средах. Поэтому все свои усилия химики и технологи направили на создание новых полимеров, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками, и методов их переработки. И достигли в этом деле результатов, порой превосходящих результаты аналогичной деятельности известных зарубежных фирм.
Полимеры широко применяются во многих областях человеческой деятельности, удовлетворяя потребности различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины, культуры и быта. При этом уместно отметить, что в последние годы несколько изменилась и функция полимерных материалов в любой отрасли, и способы их получения. Полимерам стали доверять все более и более ответственные задачи. Из полимеров стали изготавливать все больше относительно мелких, но конструктивно сложных и ответственных деталей машин и механизмов, и в то же время все чаще полимеры стали применяться в изготовлении крупногабаритных корпусных деталей машин и механизмов, несущих значительные нагрузки.
Рубеж прочностных свойств полимерных материалов удалось преодолеть переходом к композиционным материалам, главным образом стекло и углепластикам. Так что теперь выражение “пластмасса прочнее стали” звучит вполне обоснованно. В то же время полимеры сохранили свои позиции при массовом изготовлении огромного числа тех деталей, от которых не требуется особенно высокая прочность: заглушек, штуцеров, колпачков, рукояток, шкал и корпусов измерительных приборов. Еще одна область, специфическая именно для полимеров, где четче всего проявляются их преимущества перед любыми иными материалами, - это область внутренней и внешней отделки.
Кстати, те же преимущества стимулируют и широкое применение полимерных материалов в авиационной промышленности. Например, замена алюминиевого сплава графитопластиком при изготовлении предкрылка крыла самолета позволяет сократить количество деталей с 47 до 14, крепежа - с 1464 до 8 болтов, снизить вес на 22%, стоимость - на 25%. При этом запас прочности изделия составляет 178%. Лопасти вертолета, лопатки вентиляторов реактивных двигателей рекомендуют изготовлять из поликонденсационных смол, наполненных алюмосиликатными волокнами, что позволяет снизить вес самолета при сохранении прочности и надежности.
Все эти примеры показывают огромную роль полимеров в нашей жизни. Трудно себе представить какие материалы на их основе будут еще получены. Но можно с уверенностью сказать, что полимеры займут если не первое, то хотя бы одно из первых мест в производстве. Совершенно очевидно, что качество, характеристики и свойства конечных продуктов напрямую зависят от технологии переработки полимеров. Важность этого аспекта заставляет искать все новые и новые способы переработки для получения материалов с улучшенными показателями. В данном реферате были рассмотрены лишь основные методы. Общее же их число на этом не ограничивается.
ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ
Пластические массы имеют исключительное значение для развития различных отраслей народного хозяйства и в первую очередь машиностроения. Они являются самостоятельным конструкционным материалом и обладают рядом ценных технических свойств, которых не имеют металлы и другие природные материалы.
Внедрение в машиностроение новых синтетических материалов с высокой механической прочностью и стойкостью к действию нефтепродуктов позволяет изготовлять целые узлы из пластмасс, что ведет к сокращению расхода металлов и уменьшает массу изделий.
Состав пластмасс
Пластическими массами называются материалы, получаемые на основе искусственных и естественных смол, и их смеси с различными наполнителями.
При нормальных условиях пластмассы представляют собой твердые или эластичные материалы. Под влиянием температуры и давления пластмассы могут переходить в пластическое состояние, принимать и сохранять приданную им форму.
Пластмассы по своему составу бывают простыми, если они состоят из чистых связующих смол, или сложными (композиционными), если в них, кроме связующего вещества, содержатся и другие компоненты: наполнители, пластификаторы, смазывающие вещества, стабилизаторы, красители, катализаторы или ускорители.
Связующее вещество (смола) определяет основные свойства пластмасс. При изготовлении пластмасс наиболее широко применяют искусственные смолы — продукты переработки каменного угля, нефти и других материалов. Пластмассы, полученные на основе искусственных смол, относятся к полимерным соединениям. Естественные смолы (янтарь, шеллак) и продукты переработки естественных материалов (асфальт, канифоль и др.) применяются значительно реже.
Наполнители придают пластмассам определенные физико-механические свойства и во многих случаях удешевляют стоимость пластмассовых деталей.
В качестве наполнителей используются органические вещества: древесная мука, древесный шпон, бумага, ткани, хлопковые очесы, стружка, опилки и пр., а также минеральные вещества: кварцевая мука, тальк, каолин, асбест, стекловолокно, стеклоткань и пр.
Пластификаторы обеспечивают пластмассам пластичность, увеличивают текучесть. В качестве их используются дибутилфталат, трикрезилфосфат, камфора и т. п.
Смазывающие вещества предотвращают прилипание изготовленного изделия к форме. К ним относятся стеарин, воск и т. п.
Стабилизаторы, повышают термостабильность и связывают побочные продукты. В качестве их применяют неорганические (вода, фосфаты) и органические (аминокислоты) вещества.
Красители (нитрозин, мумия и др.) придают пластмассам требуемую окраску.
Катализаторы (известь, окись магния) сокращают время отвердевания.
Основные свойства пластмасс
Пластмассы имеют ряд ценных свойств: высокую электроизоляционную и химическую стойкость, малую звуко- и теплопроводность, хорошую водо-, морозо- и светостойкость. Большинство пластмасс стойко к различным минеральным маслам и бензину. Они в среднем в два раза легче алюминия (удельный вес от 0,9 до 1,8), обладают высоким сопротивлением истиранию, хорошо работают в условиях вибрационных нагрузок, имеют высокую механическую прочность. Пластические Массы хорошо обрабатываются и способны легко соединяться с металлами, тканями, древесиной. Коэффициент трения пластмасс зависит от их состава. Пластмассы с асбестовым наполнителем (асботекстолит) являются фрикционными материалами, а пластмассы с наполнителем в виде хлопчатобумажной ткани (текстолит) или древесного шпона, а также целый ряд чистых смол, являются антифрикционными материалами.
Все эти свойства пластмасс делают их весьма ценным конструкционным материалом.
К недостаткам пластмасс можно отнести их малую теплостойкость, которая лежит в пределах 35—250° С и зависит от типа применяемой смолы.
В зависимости от поведения пластических масс при нагревании они разделяются на два класса: термореактивные и термопластичные пластмассы (термопласты).
Термореактивными называются пластмассы, которые под действием температуры и давления претерпевают существенные химические изменения и переходят в неплавкие и практически нерастворимые продукты, причем процесс необратим. Готовые изделия, полученные из термореактивных пластмасс не требуют охлаждения при извлечении их из прессформы и не поддаются повторному формованию.
Термопластичными называются пластмассы, которые при нагревании становятся пластичными и затвердевают при охлаждении, не претерпевая при этом химических изменений, причем этот процесс может быть повторен неоднократно.
При изготовлении машиностроительных деталей чаще применяются термореактивные пластмассы, так как они более стабильны и прочны.
Термореактивные пластмассы
К важнейшим представителям термореактивных пластмасс относятся фенопласты и аминопласты.
Фенопласты. Фенопласты представляют собой композицию, состоящую из фенолальдегидной смолы и наполнителя. Изделия из фенопластов отличаются высокой стабильностью свойств; они хорошо противостоят воздействию повышенной температуры, воды, органических растворителей, слабых растворов щелочей и кислот, обладают диэлектрическими свойствами. Недостаток фенопластов — малая дугостойкость. В зависимости от наполнителя различают пресспорошки, волокнит и слоистые пластики.
Пресспорошки в качестве наполнителя имеют древесную муку, микроасбест, каолин и др.
Волокнит — прессматериал, наполненный хлопковыми очесами, имеет светло-коричневый или черный цвет, применяется для низковольтных электроизоляционных деталей; прессматериал К-6 (наполнитель асбест) и стекловолокнит (наполнитель стекловолокно) применяются для изделий с повышенной механической прочностью и нагревостойкостью, в частности для корпусной изоляции коллекторов электрических машин.
Слоистые пластмассы. Слоистые пластики на основе фенолальдегидных смол обладают высокой прочностью. К слоистым пластикам относятся гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, асботекстолит.
Гетинакс— слоистый прессованный материал, состоящий из двух или более слоев бумаги, пропитанных смолами. Используется гетинакс как электроизоляционный материал.
Текстолит — слоистый прессованный материал из хлопчатобумажной ткани, пропитанной смолой; применяется для изготовления деталей, работающих под нагрузкой (шестерни, втулки, кольца), в качестве антифрикционного материала для изготовления подшипников скольжения, работающих в различных, часто в очень тяжелых условиях, а также для деталей электрооборудования (электрощитки, панели, клеммы).
Стеклотекстолит — слоистый прессованный материал, состоит из стеклянной ткани, уложенной правильными слоями и смолы; обладает высокой прочностью на растяжение в пределах 250—300 Мн/м2 (2500— 3000 кгс/см2), высокими диэлектрическими свойствами, термо- и водостойкостью. Стеклотекстолит выпускается в виде листов и плит толщиной от 0,5 до 30 мм. Применяется для изготовления упругих мембран, работающих в керосине, и как электроизоляционный материал.
Асботекстолит — прессованный слоистый пластический материал из специальной асбестовой ткани, уложенной правильными слоями и пропитанной спиртовым раствором феноло-формальдегидной смолы. Применяется как прокладочный материал, работающий в условиях повышенной температуры, и для изготовления тормозных устройств и деталей механизмов сцепления.
Аминопласты. Аминопласты — прессовочные порошки, изготовляемые из мочевино-формальдегидных смол и сульфатной целлюлозы (наполнитель), красителей и смазки. Они способны окрашиваться в любой цвет, свето- и цветостойки, не имеют запаха, обладают высокой дугостойкостью, поэтому применяются для изготовления различных выключателей.
Термопластичные пластмассы
К термопластичным пластмассам на основе полимеризационных смол относятся: полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, полиакриновые смолы (акрилаты), полиамидные смолы и др. Обычно они выпускаются как простые пластмассы (без наполнителя).
Полиэтилен — бесцветный роговидный продукт, жирный на ощупь, морозостоек (—60° —65° С), горюч, хорошо сохраняет форму даже при температуре +60° С, механически прочен, обладает высокими диэлектрическими свойствами, является самой легкой и наиболее водостойкой пластмассой. Применяется полиэтилен для изоляции различных кабелей и проводов.
Поливинилхлорид имеет высокую прочность, химически стоек и обладает диэлектрическими свойствами. Поливинилхлорид выпускается как пластифицированный (пластикаты), так и без пластификатора (винипласты) в виде листов, труб, плиток, стержней и прутков.
Винипласт как электроизоляционный материал находит применение для гальванических ванн и изготовления баков кислотных и щелочных аккумуляторов.
Полистирол — бесцветная смола с хорошими антикоррозионными свойствами, является типичным высокочастотным диэлектриком. Полистирол применяется для изоляции кабелей, как прессматериал для изготовления различных электроизоляционных деталей.
Полиакриловые смолы. К этой группе относятся полимеры акриловой, метакриловой кислот, сложных эфиров. Ценным техническим свойством полиакрилатов является их прозрачность и бесцветность, а также способность пропускать ультрафиолетовые лучи. Полиакриловые материалы выпускаются в виде листов органического стекла (авиационное, светотехническое, товарное, поделочное).
Полиамидные смолы выпускаются шести типов: капрон, анид, смолы № 54, № 68, АК-7 и П-6. Наибольшее применение из них в машиностроении находит капрон, который начинает вытеснять цветные сплавы, чугун и сталь.
Капрон (поликапролактам) представляет собой твердую высокоплавкую смолу белого или светло-желтого цвета, без запаха, с малым удельным весом (1,13— 1,15), температурой плавления 212—215°С. Капрон отличается исключительной стойкостью к щелочам, устойчив к бензину, спирту, бензолу, гигроскопичен, но в тоже время вода для него является пластификатором и придает ему эластичность. Капрон применяется для изготовления искусственного волокна и технических изделий (подшипников скольжения, шайб, втулок, зубчатых колес, пленок, лент). Диэлектрические свойства капрона находятся в зависимости от влагосодержания, поэтому в электротехнике рекомендуется применять капрон, когда требуется высокая стойкость к маслам, высоким температурам и ударным нагрузкам.
К пластическим массам на основе природных смол относятся изделия, изготовленные на основе эфиров целлюлозы. Наиболее распространенным видом таких пластиков является целлулоид, широко используемый для производства изделий народного потребления.
На основе асфальтов, битумов и песков вырабатываются пластмассы черного цвета, применяемые для изготовления аккумуляторных баков, электро- и термоизоляционных изделий.
Способы получения изделий из пластмасс
Переработка пластмасс в изделия осуществляется одним из следующих способов: экструзией, литьем под давлением, формованием в прессформах, сваркой, склейкой, механической обработкой.
На выбор способа оказывает влияние вид пластмассы (термореактивные или термопластичные), конфигурация и геометрические размеры изделия, вязкость или текучесть пластмассы и т. д.
Экструзией (формование выдавливанием) получают изделия из термопластов в виде бесконечных труб, стержней, лент и т. п. на червячных прессах (экструдерах).
Исходные материалы, загружаемые в пресс через бункер, нагреваются с помощью вмонтированных в пресс водяных, паровых или электрических нагревателей, перемешиваются и нагнетаются шнеком в формообразующий мундштук. Выходящее из пресса изделие охлаждается воздухом или водой и разрезается на части нужной длины.
Литье под давлением — способ формования изделий из термопластов в вязко-текучем состоянии в литьевых машинах.
Исходный материал из бункера через дозатор поступает определенными порциями в обогреваемый цилиндр машины. Разогретый до вязко-текучего состояния материал подается поршнем через сопло цилиндра в пресс-форму, заполняет ее полость и выдерживается в ней в течение некоторого времени (1—2 мин) для фиксации формы изделия. Затем прессформа раскрывается и из нее извлекается готовое изделие.
Формование в прессформах — наиболее широко распространенный способ изготовления изделий из термореактивных пластмасс, производится на гидравлических прессах под давлением 10—25 Мн/м2 (100—250 кгс/см2). Прессматериал поступает в нагретую до 130—200° С прессформу. Под действием температуры и давления прессматериал размягчается и заполняет всю полость прессформы, которая через некоторое время, достаточное для отверждения материала, раскрывается, и изделие выталкивается.
Сварка как метод обработки пластмасс применяется для соединения деталей из термопластов контактным методом с присадочным материалом или без него.
Термопласты, имеющие ограниченную пластичность при нагревании (винипласт, фторопласты и др.), свариваются с применением присадочного материала в виде прутков или пасты.
Склеивание является одним из способов соединения пластмасс между собой, а также с металлом. Клеевое соединение прочнее, надежнее и экономичнее соединений на заклепках.
Для склеивания металлов и пластмасс применяют универсальные клеи БФ-2, БФ-4, карбинольный клей, а также клеи марок ПУ-2, ПК-5, ВК-32-200, ВК-32-ЭМ, Л-4, BC-10T.
Для склеивания слоистых пластиков и пенопластов применяют смоляные клеи ВИАМ-Б-3, КБ-3, ЦНИПС-2, К-17.
Для склеивания органического стекла и приклеивания к нему других материалов применяют клеи марок ВК-32-70, В-31-Ф9 и др.
Органическое стекло также хорошо склеивается 3%-ным раствором полиметилметакрилата в дихлорэтане, однако склеенная им поверхность становится матовой, что является существенным недостатком.
Прочность клеевого соединения зависит от правильного подбора клея, качества подготовки склеиваемых поверхностей, толщины клеевой пленки, точности соблюдения режимов склеивания, конструкции соединения.
ПОЛИМЕРНЫЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Теплоизоляционные материалы, получаемые на основе органических полимеров, характеризуются значительной легкостью, малой теплопроводностью и достаточной механической прочностью. Особый интерес представляют «заливочные» пено- и поропласты на основе фенолоформальдегидных, пенополистирольных, пенополивинилхлоридных и полиуретановых полимеров. Образование теплоизолирующей прослойки пено- или поропласта непосредственно при изготовлении стеновых панелей значительно упрощает и удешевляет производство работ.
Пенополистирол имеет пористую структуру с замкнутыми ячейками, заполненными воздухом или газом (азот и др.). Сырьем для изготовления пенополистирола служат суспензионный полистирол и порофор как вспенивающий компонент.
Эту разновидность пенопласта выпускают в виде плит, изготовляемых беспрессовым способом, марок ПС-C (с антипиреном) и ПСБ (без него) или фасонных изделий марок ПС-1, ПС-4 и ПС-6. Пенополистирол характеризуется следующими показателями физико-механических свойств: средняя плотность плит находится в пределах 20—40 кг/м3, теплопроводность 0,035—0,4 Вт/(м·К), предел прочности при изгибе до 0,18 МПа, водопоглощение по объему — не более 2—5% за 24 ч. Пенополистирол не подвержен гниению, легко гвоздится и склеивается со многими строительными материалами. Он используется в конструкциях совмещенных кровель, в строительстве холодильников, при устройстве внутренних перегородок, междуэтажных перекрытий, вентиляционных каналов, утепления стен.
К весьма эффективному материалу относится экструзионный пенополистирол «Экспол», вспучивающийся через расплав в экструдере. Он характеризуется максимальной устойчивостью теплотехнических и физико-механических свойств во времени. Его структура отличается микропористостью при нулевой капиллярности, что обеспечивает низкое водопоглощение при гарантированной высокой прочности. Такое сочетание позитивных показателей свойств пенополистирола благоприятствует его высокой долговечности. Он применяется как утеплитель оснований автомобильных дорог и железнодорожного полотна, подземных частей зданий и сооружений, в конструкциях кровли, в зонах вечной мерзлоты и т. п.
Пенополивинилхлорид — жесткий, эластичный или полуэластичный пенопласт. Плиточный жесткий пенопласт ПХВ-1 — легкая газонаполненная пластмасса равномерного, замкнутопористого строения. Длина и ширина плит бывает 500 мм при толщине не менее 45 мм. Эти плиты устойчивы к действию кислот, щелочей, воды и могут быть использованы в интервале температур от -60 до +60°С. Средняя плотность ПХВ-1 70—130 кг/м3, предел прочности при сжатии (перпендикулярно плоскости плиты) 0,4—7 МПа, водопоглощение за 24 ч не более 0,3%, теплопроводность — 0,04 Вт/(м·К).
Пенополивинилхлорид широко применяют для термоизоляции холодильников, рефрижераторов, а также для звукоизоляционных целей наравне с пенополистиролом.
Пенополиуретаны — газонаполненные пенопласта, получающиеся на основе полиэфиров и диизоцианатов. Выпускают их в виде плит размером 500x500x50 мм. Такие пенопласты могут быть применены в интервале температур от -60 до +170°С. Пенополиуретаны имеют среднюю плотность 100—200 кг/м3, теплопроводность — 0,06 Вт/(м·К); предел прочности при сжатии от 0,55 до 2,2 МПа.
Жесткие пенополиуретаны можно обрабатывать на токарных станках, пилить, сверлить, гвоздить. Пенополиуретан применяют в качестве тепло- и звукоизоляционного материала, в виде скорлуп и сегментов; широко используют для изоляции трубопроводов горячего и холодного водоснабжения.
Плиты теплоизоляционные из пенопласта на основе резальных фенолоформальдегидных смол применяют в ограждающих конструкциях при температуре изолируемых поверхностей не более 130°С. Это трудносгораемые изделия, марки по средней плотности 50, 75, 100. Размеры плит: длина — от 600 до 3000, ширина — 500—1200, толщина — 50—150 мм. Предел прочности при изгибе — не менее 0,08—0,26 МПа (в зависимости от марки), теплопроводность — не более 0,038—0,043 Вт/(м·К), влажность при отгрузке плит всех марок — не более 20% по массе.
Изделия теплоизоляционные из пенопласта марок ФРП-1 и резопен применяют в виде цилиндров, полуцилиндров, сегментов и отводов. Они имеют среднюю плотность в сухом состоянии 65—110 кг/м3. Внутренний диаметр цилиндров 47—221 мм, номинальная толщина 30, 40, 50, 60 мм и длина 1000 и 1500 мм. Их применяют для теплоизоляции трубопроводов диаметром 45—219 мм. Полуцилиндры применяют для изоляции трубопроводов диаметром 45—273 мм, сегменты — диаметром 325—1020 мм.
Сотопласты — тепло- и звукоизоляционные материалы, получаемые путем горячего формования гофрированных листов бумаги, ткани или древесного шпона, предварительно пропитанных феноло-формальдегидным резольным полимером.
Физико-механические свойства сотопластов зависят в основном от формы и размеров сот и от природы материала, образующего стенки полостей. Благодаря невысокой стоимости и малой теплопроводности наиболее широкое применение в строительстве получили сотопласты с наполнителем из хлопчатобумажных тканей и бумаги. Для улучшения теплотехнических показателей материала ячейки-соты заполняют измельченным пенопластом или стекловатой. Сотопласты применяют чаще всего как промежуточный слой при изготовлении трехслойных высокопрочных панелей.
Мипора — легкий, тепло- и звукоизоляционный материал в виде затвердевшей пены белого цвета. Сырьем для мипоры служат мочевиноформальдегидные полимеры, 10%-ный раствор сульфонафтеновых кислот и некоторые добавки.
Мипору выпускают блоками объемом от 0,005 до 0,100 м3 (при толщине 10 и 20 см) или в виде плиток и крошки.
Основные физико-механические свойства мипоры: средняя плотность 10—20 кг/м3, теплопроводность 0,03 Вт/(м·К). Крайне малая механическая прочность мипоры затрудняет ее непосредственное применение. Поэтому ее чаще всего используют как теплоизоляционный заполнитель и звукопоглощающий материал в каркасных конструкциях.
В настоящее время в качестве защитных полимерных покрытий все большее применение находят порошковые полимерные материалы. Успешному внедрению порошковых "красок" способствуют технологические, экономические и экологические факторы:
Возможность расширения сырьевой базы за счет применения нерастворимых пленкообразователей.
Практически полное устранение производственных выбросов и резкое улучшение условий труда.
Повышение производительности труда при изготовлении покрытий в связи с компактностью технологии, возможностью комплексной механизации и автоматизации производственных процессов.
Повышение качества покрытий и снижение их стоимости по сравнению с лакокрасочными материалами.
Порошковые материалы (полимеры, наполнители и др.), применяемые для получения покрытий, имеют размер частиц примерно 10-7 – 10-4 м. Мелкие частицы склонны к агрегации; установить их истинный размер можно специальными методами. Порошки могут быть монодисперсными и полидисперсными. Промышленные полимеры всегда полидисперсны. Чем выше степень дисперсности порошка, тем более он подвержен увлажнению, что отрицательно сказывается на технологических свойствах порошков при формировании покрытия.
Для получения покрытий применяются разнообразные аморфные и кристаллические полимеры, олигомеры, представляющие обширную группу пленкообразущих веществ. Общими требованиями к ним являются:
1) способность находиться в условиях транспортировки, хранения и нанесения в дисперсном (порошкообразном) состоянии;
2) способность к пленкообразованию, т. е., формированию монолитной сплошной пленки заданной структуры на защищаемой поверхности;
3) комплекс необходимых технических свойств в состояний покрытия.
Для покрытий используются термопласты - полиамиды, полиолефины, полихлорвинил и др.; реактопласты (олигомеры, способные плавиться и в расплавленном состоянии отверждаться, т. е. переходить за счет химических реакций в трехмерное состояние) - полиэпоксиды, полиэфиры, полиуретаны и др.
Достоинствами первой группы пленкообразователей являются стабильность получаемых на их основе композиций, быстрое (в течение нескольких минут) формирование покрытий, доступность, связанная с большим масштабом их производства. Однако покрытия из термопластов обратимы, имеют невысокую теплостойкость и во многих случаях (при использовании аморфных полимеров) неустойчивы к действию растворителей.
Реактопласты образуют необратимые покрытия с повышенной тепло- и химической стойкостью, адгезионной прочностью. Промышленные составы на основе реактопластов имеют большее время отверждения, чем составы на основе термопластов.
Для получения покрытий применяют как аморфные, так и кристаллические полимеры. Аморфные полимеры имеют более высокую адгезию, но уступают кристаллическим по химической стойкости, проницаемости к жидкостям и газам и по защитным свойствам покрытий. Полимеры с менее упорядоченной кристаллической структурой легче.
перерабатываются, образуют покрытия с меньшими внутренними напряжениями, лучшей адгезией и более долговечны, поэтому они более широко применяются в практике.
При формировании покрытий полимер нагревают до состояния расплава (вязкотекучего состояния). Температуру текучести и часто температуру плавления полимеров определяют по положению термомеханической кривой (рис. 22), выражающей зависимость деформации растяжения (под влиянием внешней нагрузки) от температуры. Температура текучести Тт аморфных полимеров - средняя температура, определяющая область перехода полимера из высокоэластичного состояния в вязкотекучее. Кристаллические полимеры характеризуют температурой плавления Тпл, подразумевая под этим среднюю температуру плавления кристаллических образований. В табл. 2 даны температуры фазовых и агрегатных переходов полимеров, температуры нагрева изделий.
Рис. 22. Термомеханические кривые аморфного (I) и кристаллического (2) полимеров.
Таблица 2. Температура фазовых, агрегатных переходов полимеров
Полимеры |
Степень кристалличности, % |
Тс , °с |
Тпл , °С |
Тт , °С |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
* Полиэтилен низкого давления |
80-90 |
- 60 |
120-125 |
145 |
* Полиэтилен высокого давления |
53-67 |
- 70 |
108-115 |
130 |
* Полиэтилен среднего давления |
85-93 |
- 60 |
127-130 |
146 |
Полипропилен |
40-65 |
- 15 |
164-170 |
160 |
Фторопласт - 4 |
50-70 |
-120 |
327 |
415 |
Фторопласт - 42Л |
44-45 |
- |
150-160 |
- |
Полиамид П-68 |
40-85 |
50 |
210 |
310 |
Поликапролактам |
46-60 |
- 25 |
210-218 |
220 |
Поливинилбутираль |
Аморфный |
53 |
165 |
180-195 |
Эпоксиолигомеры |
То же |
30-85 |
- |
55-130 |
В графе Тс для этих параметров приведены температуры хрупкости.
Температура разложения (деструкции) полимера условно определяет верхний температурный предел формирования покрытий из расплавов (нижний предел характеризуется температурой текучести).
Полимеры и олигомерные пленообразователи редко применяют для получения покрытий в индивидуальном виде. В большинстве случаев для придания необходимых технологических и эксплуатационных свойств их совмещают с различными ингредиентами: пластификаторами, стабилизаторами, отвердителями, пигментами, наполнителями и т. д. Получаемые, в результате, порошковые смеси, или композиции, по аналогии с жидкими лакокрасочными материалами называют "порошковыми лаками и красками". Пластификаторы применяют для снижения температуры формирования покрытий, улучшения их механических свойств и часто морозостойкости, снижения внутренних напряжений в покрытии. Кроме того, для многих пластифицированных покрытий характерна более высокая адгезия. Однако при пластификации ухудшаются Диэлектрические показатели и химическая стойкость покрытий.
Наполнители вводят для улучшения механических свойств, повышения защитных качеств и атмосферостойкости направленного изменения электрических, теплофизических и других показателей покрытий. Оптимальное содержание наполнителей для композиций на основе поливинилбутираля не выше 15-20 % (масс), на основе полиэтилена 3-5 % (масс.).
Формирование структуры и свойств полимерного покрытия.
При образовании твердой пленки полимер переходит из вязкотекучего состояния в стеклообразное или кристаллическое. Этот переход связан со структурными превращениями пленкообразователей в покрытии. Особенно сильно режим охлаждения сказывается на структуре и свойствах (степени кристалличности, размере кристаллов, размере и морфологии сферолитов) кристаллических полимеров.
Различные полимеры кристаллизуются по-разному. Так, полиолефины обладают высокой скоростью кристаллизации. Область наиболее интенсивной кристаллизации ПЭНД лежит в пределах 100-120 0С, т. е. на 10-20 °С ниже температуры плавления. Применяя медленное охлаждение (отжиг) или быстрое (закалку), можно получить покрытия, отличающиеся по степени кристалличности в случае ПЭНД на 12-15 %, ПЭВД - на 2-3 %, ПЭСД - на 5-6 %.
Изотактический полипропилен, в отличие от полиэтилена, более склонен к переохлаждению. Разность Тпл - Tкр у него составляет 30-50 °С и более. Быстрое охлаждение ПП пленок в воде со скоростью
около I50 °C/мин приводит к уменьшению степени кристалличности на 30-33 % по сравнению с покрытиями естественного охлаждения (скорость 10-15 °С/мин).
Для полипропилена характерно явление полиморфизма. При резком охлаждении покрытий от 220-250 до 60-70 °С (процесс осуществляют на тонких подложках) полимер может быть получен в форме смектической или паракристаллической модификсмектической или паракристаллической модификации. При закалке от температуры ниже 200 °С происходит кристаллизация с образованием, в основном, моноклинной структуры.
Поликапролактам кристаллизуется интенсивно при 185 °С. В случае быстрого охлаждения расплава под водяным душем (скорость охлаждения 45-50 °С/мин) наблюдаются бесструктурные поля.
Режим охлаждения влияет не только на первичную кристаллическую структуру полимеров, но в еще большей степени на вторичную, надмолекулярную структуру. Сферолитная металлизация обычно происходит в той же области температур, что и формирование первичной структуры, поэтому для каждого полимера важно выбрать правильный режим охлаждения именно в этом температурном интервале. Структурные изменения в полимерах сказываются на свойствах получаемых покрытий. Так, со степенью кристалличности** определенным образом коррелируются внутренние напряжения в покрытиях: для полипропилена с ростом α от 17 до 33 % внутренние напряжения увеличиваются приблизительно в четыре раза; в покрытиях же из ПЭСД (α = 93 %) внутренние напряжения в пять paз больше, чем в покрытиях из ПЭВД (α = 62 %).
На внутренние напряжения влияет также режим охлаждения покрытий. Для большинства кристаллических полимеров (ПЭВД, полипропилен, полиамиды и др.) при увеличении скорости охлаждения покрытий внутренние напряжения снижаются. Для аморфных полимеров быстрое охлаждение покрытий способствует увеличению внутренних напряжений.
Адгезия с ростом степени кристалличности α понижается, так как всякое упорядочение структуры приводит к уменьшению поверхностной энергии на границе пленка-подложка. Закалка как один из способов уменьшения упорядоченности обычно повышает адгезию.
Надмолекулярная структура полимеров существенно влияет на свойства покрытий. С ростом дискретных (надмолекулярных) структур ухудшаются механические, электрические, антифрикционные и защитные свойства пленки.
Ниже приведены свойства полипропиленовых покрытий толщиной 300 - 500 мкм, полученных при различных скоростях охлаждения:
Таблица 3. Свойства полипропиленовых покрытий толщиной 300 - 500 мкм, полученных при различных скоростях охлаждения.
|
1° С/мин |
10° С/мин |
150° С/мин |
Размер сферолитов, мкм |
150 |
30-40 |
10 |
Прочность при растяжении, МПа |
6, 9 |
11, 5 |
14, 8 |
Относительное удлинение при разрыве, % |
5 |
100 |
1600 |
Твердость, МПа |
49 |
47, 4 |
38, 4 |
Ударная прочность по У-1А, Н▪м |
1, 0 |
4, 9 |
4, 9 |
Внутренние напряжения, МПа |
2, 6 |
2, 3 |
1,1 |
Гибкость по ШГ-1, мм |
15 |
3 |
1 |
Многие свойства покрытия определяются его толщиной. Толщина полимерного покрытия зависит от времени напыления, температуры предварительного нагрева детали и других факторов (рис. 23).
Недостатком большинства покрытий, получаемых из порошковых пленкообразователей является наличие газовых включений, которые
Зависимость толщины покрытий из полиэтилена высокой плотности ( - ) и поливинилбутираля (- - -) от продолжительности выдержки изделия в кипящем слое отрицательно влияют на адгезию покрытий, механическую прочность и изолирующие свойства пленок.
Рис. 23. Толщина полимерного покрытия от времени напыления.
Эффективным путем уменьшения газовых включений является нанесение порошков более тонкими слоями (использование принципа многослойных покрытий) и соблюдение требуемых: режимов формирования покрытий.
Таблица 4. Температурные режимы получения покрытий в кипящем слое (на стальных образцах)
Порошковый полимерный материал
|
Температура предварительного нагрева, 0С |
Продолжительность напыления, с |
Температура оплавления или отверждения, 0С |
Продолжительность оплавления, мин. |
Полиэтилен низкого давления |
320-360 (280) |
3-20 |
200 |
5 |
Полиэтилен среднего давления нестабилизированный |
280 |
3-10 |
200 |
5 |
Полиэтилен высокого давления |
240-320 |
3-10 |
200 |
5-7 |
Полипропилен нестабилизированный |
240 |
|
180-200 |
1-2 |
Полипропилен стабилизированный |
280-300 |
|
240-250 |
3-7 |
Поливинилбутиральная краска ПВЛ-212 |
250-320 |
2-4 |
200-230 |
2-5 |
Эпоксидная краска П-ЭП-967 |
120-150 |
3-10 |
190 |
240 |
Рис. 24. Схема охлаждения порошка на поверхности нагретого изделия в кипящем слое.
1 - камера; 2 - изделие; 3 - осевшие на изделие частицы полимера; 4 - не осевшие на изделие частицы полимера; 5 - пористая перегрузка.
6. Нанести покрытие вихревым методом (в псевдокипящем слое полимера):
а) включить в сеть электрокомпрессор;
б) внимательно следя за уровнем "вскипающего" полимера в камере установки, постепенно открывать вентиль на ресивере компрессора добиваясь увеличения объема порошка полимера в 1, 2-1, 5 раза;
в) вынуть из муфельной печи образец 70x70 мм, опустить в слой полимера на заданное время, затем снова ввести его в печь (не класть!) и дождаться: оплавления нанесенного покрытия. Повторить напыление заданное количество раз (число слоев покрытия);
г) охладить образец в заданной охлаждающей среде с указанной скоростью.
7. Нанести покрытие на остальные образцы.
Записать в протокол результаты визуального осмотра качества покрытия образцов,
Определить свойства покрытия (согласно методическим указаниям, имеющимся в лаборатории); результаты исследований, выраженные в системе СИ, занести в протокол испытаний, табл. 25. 3:
а) замерить толщину покрытия на образцах с помощью толщиномера ТПМ-Л5 или микрометром;
б) определить сплошность покрытия (прибор ЛКД-1);
в) испытать покрытие на электроискровой пробой (прибор ЭД-5), рассчитать электрическую прочность;
г) определить прочность покрытия на удар (прибор У-IA) ГОСТ 4765-73;
д) провести испытание покрытия на изгиб (прибор ШГ-1) ГОСТ 6806-73;
е) испытать покрытие стеклянного образца на условную твердость (прибор МЭ-3) ГОСТ 5233-67;
ж) определить адгезию покрытия методом решетчатого надреза ГОСТ 15140-69.
Построить графики зависимости: время напыления - толщина покрытия; толщина покрытия - прочность на удар.
Изучить микроструктуры покрытия в зависимости от режима охлаждения в отраженном поляризованном свете на микроскопах МИМ-7 или ММУ-3М, зарисовать микроструктуру покрытия подготовленных микрошлифов, указав увеличение микроскопа; определить вид надмолекулярной структуры полимера и первичных образований (аморфный или кристаллический полимер).
Таблица 5. Протокол испытаний покрытий
Способ напыления:
Размеры образцов, мм |
70x70 |
120x20 |
90x60 |
Материал образца |
Ст.3 |
Жесть черная |
Стекло фотонегативное |
Вид испытаний покрытий на соответствующем образце |
Замер толщины покрытия
|
||
Определение сплошности покрытия, прочности на электроискровой, пробой, удар |
Испытание на изгибостойкость |
Определение условной твердости |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
Толщина образца, мм
Температура в муфельной печи, °С
Время нагрева образца в печи расчетное, с
Название, марка порошкового полимера
Число слоев покрытия
Время выдержки образца в слое полимера (в камере), с
Среда для охлаждения образцов с покрытием
Режим (скорость) охлаждения покрытия, °С/ мин
Внешний вид покрытия (характер и место расположения дефектов)
Толщина покрытия, мкм
Сплошность покрытия (по ЛКД- 1)
Прочность на электроискровой пробой (по ЭД-5), кВ
Прочность на удар (по У-1А), Н·м
Прочность на изгиб (по ШТ-1), мм
Условная твердость покрытия (по МЭ-3)
Адгезия покрытия (по методу решетчатого надреза)
Вопросы для самопроверки:
Какие интервалы температур применяются при отпуске?
Для какой цели наносятся полимерные покрытия?
В чем преимущества порошковых "красок" перед лакокрасочными покрытиями?
Каковы недостатки покрытий, полученных на основе порошкообразных полимеров?
Какова технология подготовки порошковых полимеров перед на несением покрытий?
Какие факторы влияют на качество формируемого покрытия?
Какие существуют методы нанесения порошковых красок?
В чем преимущество модернизированных методов нанесений покрытий с применением электрического поля?
Какие термопласты применяются для нанесения покрытий?
Какие термореактивные полимеры применяются для порошковых "красок"?
Какие компоненты вводят в состав порошковых композиций для напыления покрытий и для какой цели?
Какими свойствами характеризуется покрытия на основе аморфных полимеров?
Какие свойства покрытий возрастают с повышением степени кристалличности полимера?
Какие факторы влияют на толщину покрытия?
От чего, зависит величина зерна надмолекулярных образований полимера (величина сферолитов)?
Какие факторы влияют на тип первичной структуры кристаллизации полимеров?
От чего зависят внутренние напряжения покрытий?
Как оценивается качество нанесенных покрытий?
Какие существуют методы испытаний покрытий?
Литература:
Гринберг В. Г., Иващенко Т. Н., Лабораторный практикум по металловедению и термической обработке. - М.: Высш. шк. 1968. -320 с.
Гуляев А.П. Металловедение: Учеб. пособие для вузов. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1986. – 542 с.89-141
Донцов А. А., Догадкин Б. А., Шершнев В. А., Химия эластомеров, - М.: Химия, 1981.
Иваней А.А. Электронный конспект лекций.
Кардашов Д. А., Петров В. П. Полимерные клеи. Создание и применение. - М.: Химия, 1983. - 256 с. 10. Кардашов Д. А. Конструкционные клеи. - M.: Химия, 1980.
Лахтин Ю. М., Леонтьев В. П. Материаловедение, - М.: Машино- строение, 1980. — 493 с.
Материаловедение и технология металлов: Учеб. для студентов машиностроит. спец. вузов/ Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин и др.; Под ред. Г.П. Фетисова – 4-е изд., испр. – М.: Высш. шк. 2006. – 862с.
Пасынков В.В., Сорокин В.С., Материалы электронной техники, - М.: Высшая школа, 1986.
Тагер А. А., Физикохимия полимеров, М., Химия, 1978.
Технология металлов и материаловедение: Учебник для вузов и техникумов /Под ред. Л.Ф. Усовой – Производственное издание. М.: Металлургия, 1987. – с.106-123;
Третьяков Ю.Д., Химия: Справочные материалы. – М.: Просвещение, 1984.
Яковлев А. Д., Здор В. Ф., Каплан В. Н. Порошковые полимерные материалы и покрытия на их основе. - Л.: Химия, 1979. - 266 с.
Форма отчета
Практическая работа № 8.
«Изучение технологии получения полимерных пластических материалов»
По таблице заданий найти свой вариант.
Ознакомиться с важнейшими классами защитных полимерных покрытий и описать влияние состава покрытия.
Описать технологию получения полимерных пластических материалов*.
Таблица заданий.
№ варианта |
Вид материала |
1 |
Полиметилметакрилат (ПММА) |
2 |
Этилцеллюлоза |
3 |
Эпоксидные смолы |
4 |
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) |
5 |
Фенолоформальдегидная смола |
6 |
Поликапролактам (ПА-6) |
7 |
Ненасыщенные полиэфирные смолы |
8 |
Полиэтилен (ПЭ) |
9 |
Сополимер стирола с акрилонитрилом |
10 |
Сополимер акрилонитрила со стиролом и бутадиеном (АБС) |
11 |
Поливинилхлорид (ПВХ) |
12 |
Меламиноформальдегидная смола |
13 |
Ацетат целлюлозы |
14 |
Нитрат целлюлозы |
15 |
Полиакрилонитрил (ПАН) |
16 |
Мочевиноформальдегидная смола |
17 |
Фенолофурфуроловая смола |
18 |
Поливинилиденфторид |
19 |
Полигексаметиленадипамид (ПА-6,6) |
20 |
Полиэтилснтерефталат (ПЭТФ) |
21 |
Полиэтилснадипат |
22 |
Полипропилен (ПП) |
23 |
Полистирол (ПС) |
24 |
Поливинилбутираль |
25 |
Сополимер винилхлорида с винилацетатом |
*При наличии нескольких способов получения материала, перечислить все способы, но описать один на выбор самостоятельно.
Практическая работа № 9
«Изучение минеральных неорганических вяжущих веществ
и материалов на их основе»
Цель работы - ознакомиться с методами получения и применения минеральных неорганических вяжущих веществ и материалов на их основе.
Задания:
Изучить теоретические сведения о строении минеральных неорганических вяжущих веществ.
Составить краткую классификацию минеральных неорганических вяжущих веществ и материалов на их основе.
Краткие теоретические сведения
