2.6. Механічні характеристики пластмас

В наш час широке застосування в техніці отримали такі синтетичні матеріали, як пластмаси, гуми, клеї, лаки та ін. В основі всіх цих матеріалів є полімери – речовини, величезні молекули яких складаються з численних ланок – молекул мономерів, хімічно зв'язаних у довгі лінійні або розгалужені ланцюги (молекулярна вага полімерів від 10000 до 1000000 і вище).

Протягом останніх десятиліть широке застосування в будівництві і машинобудуванні знайшли пластмаси, які можна умовно розділити на два типи: реактопласти і термопласти. Температура формования пластмас коливається від 20⁰С (епоксидопласти, ефіропласти) до 250350⁰С (поліпропілен, фторопласти).

Реактопластами називаються пластмаси, що отримують в процесі формовання незворотні властивості. Ці пластмаси, зазвичай, мають високі модулі пружності і малу розтяжність (наприклад, у фенопластів модуль пружності МПа,%; у епоксидопластівМПа,%).

Термопластами називаються пластмаси, що одержують у процесі формувания зворотні властивості. Повторним нагріванням їх можна знову розплавити і знову формувати. Ці пластмаси зазвичай мають низькі модулі пружності і велику розтяжність (наприклад, у поліетилену МПа,% ; у поліпропіленуМПа,% ).

Зазвичай пластмаси є складними сумішами окремих компонентів, в складі яких переважає який-небудь полімер. Деякі пластмаси складаються з одного полімеру (наприклад, поліетилен, полістирол). У більшості ж випадків у пластмаси, крім полімерів, входять ще наповнювачі, пластифікатори, барвники.

Наповнювачі зазвичай – інертні матеріали, які знижують витрату полімерів і, зазвичай, підвищують міцність пластмас. Наполнювачі бувають порошкові (деревне борошно, кварцеве борошно, азбестове борошно), волокнисті (бавовняні пачоси, азбестове волокно, скловолокно) і шаруваті (папір, бавовняна тканина, деревий шпон, скляна тканина).

Властивості пластмас залежать від наповнювачів. У таблиці 2.2 наведені границі міцності при розтяганні фенопластів при різних наповнювачах.

Таблиця 2.2

Наповнювач	(МПа)	Наповнювач	(МПа)
Без наповнювача	35	Стрічка з тканини	100
Деревне борошно	40	Склотканина	280
Асбоволокно	35	Орієнтоване скловолокно	300
Паперова стрічка	75

Особливо високу міцність мають матеріали, які одержувані шляхом гарячого просочення епоксидною смолою і пресуванням дуже тонких спрямованих скловолокон, наприклад СВАМ 10:1, з відношенням поздовжніх і поперечних волокон 10:1. Висока міцність волокнистих і шаруватих пластмас пояснюється тим, що дуже тонкі нитки, з яких вони виготовляються, значно міцніші за масивні зразки, що виконані з того ж самого матеріалу. Границі міцності для деяких наповнювачів наведені в таблиці 2.3.

Пластмаси випробовують здебільшого на розтягання. Зразки для випробувань зазвичай не виточуються, а штампуються, так само як і вироби з пластмас. Тільки зразки з волокнистих або шаруватих пластиків виточуються.

У деяких пластмас границя міцності вища, ніж у сталі Ст.3, але характеристики пластичності в них невеликі (залишкова деформація при розриві %). Зважаючи на те, що питома вага (кН/м³) пластмас значно менша, ніж у сталі (у 34 рази), і навіть менша, ніж у дюралюмінію (приблизно в 1,5 рази), застосування цих матеріалів у багатьох випадках, коли зниження ваги конструкції має дуже велике значення, виявляється досить вигідним, наприклад, в авіабудуванні.