2.5. Газонаполненные пластмассы

Газонаполненные пластмассы состоят из твердой и газовой фазы. Структура таких пластмасс представляет собой закономерно чередующиеся ячейки или поры определенной формы (стенки образованы полимером), заполненные газовой фазой – наполнителем (чаще всего N₂, CO₂). В зависимости от структуры эти пластмассы делятся на пенопласты и поропласты.

Пенопласты – материалы с несообщающимися между собой ячейками. Такая замкнуто-ячеистая структура обеспечивает им хорошую плавучесть и высокие теплоизоляционные свойства. Пенопласты отличаются невысокой механической прочностью (предел прочности на разрыв _р4,5 Мпа), которая зависит от плотности материала. По плотности пенопласты условно делятся на легкие (высоковспененные) с =20 – 50 кг/м³ и на облегченные (частично вспененные) с =500 – 800 кг/м³. Пенопласты получают на основе как термопластичных, так и термореактивных полимерных материалов. Наиболее распространены термопластичные пенопласты (пенополистирол, пенополиуретан и т.д.), которые можно использовать при температуре  60 ⁰С. Пенопласты на основе фенолформальдегидной смолы и фенолкаучука работают при температурах до 160 ⁰С. При введении в их состав алюминиевой пудры рабочая температура пенопластов повышается до 250 ⁰С, а на кремнийорганическом связующем они могут кратковременно выдерживать температуру до 300 ⁰С.

Химической стойкостью, высокими электроизоляционными свойствами, низким водопоглощением отличаются пенополиуретаны и пенополиэпоксиды. Пенопласты обрабатываются резанием, давлением, склеиваются с металлами и другими пластмассами.

Различают эластичные, полужесткие и жесткие пластмассы. Эластичные пенопласты, обладающие хорошими амортизирующими, вибродемпфирующими и звукоизоляционными свойствами, используются при изготовлении мебели (мягкой), а также для амортизаторов, бамперов, одежды и т.д. Жесткие пенопласты чаще всего используются в качестве заполнителя в многослойных силовых конструкциях и судо- и самолетостроении (фюзеляж, крыло, оперение самолетов, несущий винт вертолета и т.д.), применяются в качестве электроизоляционных и упаковочных материалов и для создания непотопляемых плавсредств.

В целях повышения механических свойств газонаполненных пластмасс производят их армирование металлическими листами или листами из более прочных пластичных масс. Такие материалы по прочности близки к металлическим, а по удельной прочности превосходят последние.

Поропласты – материалы губчатого строения, у которых ячейки соединяются между собой (300 кг/м³). Они отличаются повышенной звукопоглощаемостью на технических частотах и высоким водопоглощением.

Необходимо уточнить, что рассмотренное деление несколько условно, ибо материалы только с полностью закрытыми или только с полностью открытыми (сообщающимися) ячейками практически получить не удается. Указанное деление определяется преобладающим числом пор того или иного вида.

2.6. Контрольные вопросы

1. Материалы, изготовленные на основе полимеров, называются - ###

(пластмассы)

2. Вещества с большой молекулярной массой (10⁴), у которых молекулы состоят из одинаковых групп атомов – звеньев называются - ###

3. Полимеры способные многократно размягчаться при нагреве и твердеть при охлаждении без изменения свойств называются - ###

4. Вещества, входящие в состав сложных пластмасс:

а) полимеры, наполнители, стабилизаторы, пластификаторы, красители

б) полимеры, стеклоткань, красители

в) полимеры, наполнители, красители

г) полимеры, наполнители, стабилизаторы, порошковые материалы

д) полимеры, асбест, пластификаторы, красители

5. Соответствие между типом пластмасс и типом полимеров, входящих в состав пластмасс

1. стеклотекстолит

2. пенополиуретан

3. фенопласт

5. полиэтилен

6. капрон

а) термопластичный полимер

б) термореактивный полимер

в) термопластичный полимер

г) термопластичный полимер

д) термореактивный полимер

е) термореактивный полимер

6. Физические состояния, в которых могут находиться аморфные полимеры в зависимости от температуры:

а) стеклообразное, высокоэластическое

б) высокоэластическое, вязкотекучее

в) стеклообразное

г) стеклообразное, высокоэластическое, вязкотекучее

д) стеклообразное, вязкотекучее