(Назад)
(Cкачать работу) (Назад) (Cкачать работу)
Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ КУРСОВАЯ РАБОТА
ПО ТЕМЕ:
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЛАСТМАСС М., 2006
ОГЛАВЛЕНИЕ:
Введение 3 1. Пластмассы, их классификация и физические свойства 4 2. Технология изготовления пластмасс 5 3. ТЕНДЕНЦИИ НА РЫНКЕ ПОЛИМЕРОВ 7 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 9 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ: 11
ВведениеОдним их самых распространенных искусственных, отсутствующих в природе и потому получаемых в процессе химической обработки, материалов являются полимеры, пластмассы, появление которых относится к 20 веку, веку бурного развития новых технологий. Их распространенность, применение обусловлено рядом их специфических свойств, таких как малая плотность при удовлетворительной технологической прочности, высокая химическая коррозионная стойкость, хорошие электроизоляционные свойства и прочее.
Их широкое применение в машиностроении, промышленности позволяет экономить расход дорогих цветных металлов, снижать массу изделий, повышать их долговечность, снизить трудоемкость продукции. Одним из преимуществ является также возможность не разделения процессов изготовления продукции путем совмещения процессов формообразования заготовки и получения готовых деталей. Процесс обработки является высоко автоматизированным, с незначительным уровнем механической доработки.
1. Пластмассы, их классификация и физические свойстваПластмассы представляют собой материалы, сложную композицию высокомолекулярных соединений, которые могут находится в аморфном и кристаллической состоянии. Иным словами, на языке науки, эти материалы представляют собой группу органических материалов, основу которых составляют синтетические или природные смолообразные высокомолекулярные вещества (полимеры), способные при нагревании и давлении формоваться, устойчиво сохраняя приданную им форму.Средняя плотность пластмасс от 15 до 2200 кг/м3. Они обладают значительной прочностью (предел прочности при сжатии 120...160 МПа, при изгибе 40...60 МПа), хорошими теплоизоляционнымии электроизоляционными качествами, коррозийной стойкостью и долговечностью. Отдельные пластмассы характеризуются прозрачностью и высокой клеящей способностью, а также способностью образовывать тонкие пленки и защитные покрытия. Пластмассы имеют исключительно важное значение как строительные материалы, частоприменяемые в комбинации с вяжущими веществами, металлами каменными материалами1.
В зависимости от степени влияния теплоты эти вещества могут быть классифицированы на следующие группы: термопласты – полиэтиленовые, капроновые, полистирольные, фторопластмассы - и реактопласты - различные текстолиты, пресс материалы, стеклопластики. При нагревании исходных компонентов переходит в вязко-текучее состояние, но с завершением хим. реакции становится твердым и больше не могут размягчатся ( в отличие от термопластов).
По своим физическим свойствам эти материалы могут быть также подразделены на: жесткие – имеющие незначительное удлинение, называются пластиками, мягкие - обладающие большим относительным удлинением, низкой упругостью наз. эластики. Кроме того, в зависимости от числа компонентов теория и практика химической промышленности выделяет: простые, композиционные (3-4 и 10 компонентов)
2. Технология изготовления пластмассПластмассы изготовляют из связующего вещества-полимера2, наполнителя, пластификатора и ускорителя отверждения. При изготовлении цветных пластмасс в их состав вводят минеральные красители. При изготовлении пластмасс в качестве связующих веществ используют синтетические смолы, синтетические каучуки и производные целлюлозы, относящиеся к высокомолекулярным соединениям полимерам.
Способы переработки пластмасс подразделяют на группы: в вязком текущем состоянии: прессованием, давлением, выдавливанием. в высокоэластичном состоянии: штамповка, пневмо - и вакуум-формовка.Получение деталей из жидких полимеров: литье.
Переработка в твердом состоянии состоит из следующих этапов: резка, механическая обработка. Получение неразъемных соединений: сварка, пайка, склеивание. К прочим способам можно отнести: напыление, спекание и др.Прессование – производство выполняется в металлических пресс-формах с одной или несколькими формовыми полостями - матрицами. В них пластмасса подается в исходном состоянии в виде порошков, таблеток. Под воздействием тепла и давления пресс-материал заполняет формирующие полости, приобретая требуемую форму и размер, здесь же протекает процесс полимеризации.
Пресс-форма Арматура. Недостатком является достаточно быстрый износ пресс-форм, т. к. прессование начинается при недостаточно пластичном материале. Литьевое прессование начальные этапы проводятся в отдельном устройстве – предварительная камера. повышается стойкость пресс-формы, точность и качество деталей, т. к. заполнение идет только в жидком состоянии. Но усложняется конструкция.Литьевое под давлением (наиболее эффективный метод). Применяется для термопластичных материалов. Повышенная производительность до нескольких сот деталей в минуту. Возможна полная автоматизация циклов, на машинах получают детали очень сложной формы. Процесс литья заключается в том, что расплавленный материал подается в рабочую полость стальной пресс-формы под давлением 300-500 МПа. Весь процесс осуществляется на одной машине, которая работает в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Это наиболее известная форма литья. металл подогревОдна часть формы подвижная. Металл подается в специальный мундштук из цилиндра. Чтобы металл не остывал камера сжатия подогревается постоянно.Экструзия - пластмассу заставляют течь через фасонное отверстие – фильеру. Формование - тонкий лист пластмассы укладывается на металлические пресс-формы. Воздух откачивается. Формирование происходит под действием атмосферного давления; применяют для получения крупногабаритных и корпусных деталей.
Наполнителями при изготовлении пластмасс служат различные минеральные (кварцевая мука, мел, барит, тальк) и органические (древесная мука) порошки, асбестовые, древесные и стеклянные волокна, бумага, хлопчатобумажная и стеклянная ткани, асбестовый картон, древесный шпон и др. Наполнители снижают стоимость изделий, а также улучшают отдельные их свойства, например повышают прочность, твердость, теплостойкость, кислотостойкость, снижают хрупкость, увеличивают долговечность. Пластификаторы (цинковая кислота, стеарат алюминия и др.) придают пластмассе большую пластичность. Они должны быть химически инертными, малолетучими и нетоксичными. Катализаторы применяют для ускорения отверждения пластмасс. Например, для ускорения отверждения фенолоформальдегидного полимера ускорителем служит известь или уротропин.
Например, ученым из Калифорнийского университета удалось создать в лабораторных условиях вещество, которое, как считалось ранее, существует только в межзвездном пространстве и крайне нестабильно, сообщает CNews.ru со ссылкой на ScienceDaily. Новое вещество принадлежит к известному классу веществ — карбенам, большинство из которых нестабильны. Тем не менее, карбены в настоящее время широко используются для изготовления катализаторов, которые применяются в фармацевтике, нефтехимии и при изготовлении пластмасс. Циклопропенилидин, который в естественном виде содержится в космическом пространстве, содержит три атома углерода, расположенные треугольником, и два атома водорода. Ученые синтезировали более стабильную форму, заменив водород двумя атомами азота. Предполагается, что новое вещество будет использоваться для создания еще более мощных катализаторов3. Новые модифицированные методы производства полимеров, предложенных по результатам лабораторных экспериментов, могут улучшить процесс получения полимерной цепи из отдельных молекул мономера при одновременном уменьшении технологических потерь.В настоящее время полимеры получают посредством проведения процесса свободно-радикальной полимеризации. Изменением условий процесса можно получать полимеры с разными свойствами. Например, изменение технологических параметров и добавлением разных сомономеров можно получать либо полиэтилен для изготовления плёнок и изоляции проводов, либо для изготовления
referat.co
Федеральное агенство по образованию РФ Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Тверской государственный технический университет
Кафедра “Технология металлов и материаловедения ”
Реферат по дисциплине ”Материаловедение” на тему “Пластики в автомобилестроении”
Выполнил: Шепелёв Д.С. Специальность: 190701-ОПУТ Обозначение работы: Р-ОПУТ-0609-ДО Принял: Лаврентьев А.Ю.
Тверь,2007
Printed with FinePrint -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Содержание: Введение………………………………………………………………………………стр.3 Определение термина пластмассы…………………………………………………… стр.3 Свойствапластиков…………………………………………………………………… стр.3-4 Полиолефины…………………………………………………………………………стр.4 Полиэтилен……………………………………………………………………………стр.4-5 Полипропилен ………………………………………………………………………… стр.5 Полистирольные пластики…………………………………………………………… стр.5-6
Поливинилхлориды………………………………………………………………….стр.6 Фторопласты………………………………………………………………………….стр6 Полиамиды……………………………………………………………………………стр.7-9
Поликарбонат………………………………………………………………………… стр.9 Полиформальдегиды…………………………………………………………………стр.9 Фенопласты…………………………………………………………………………… стр.10-11 Заключение……………………………………………………………………………стр.11 Библиографический список …………………………………………………………стр.13 Рекомендация по выбору полимерных материалов для изготовления основных узлов и деталейавтомобиля……………………………………………………………………стр.12-13
Printed with FinePrint -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Пластики в автомобилестроении.
Введение. Применение пластмасс(пластиков) в конструкции автомобилей приобретает всй более широкие масштабы.Это объясняется в первую очередь тем, что по ряду показателей – плотности, коррозионной стойкости, антифрикционным и электротехническим, а также технологическим свойствам – пластики значительно превосходят традиционные материалы, используемве при изготовлении автомобиля.За последние 10 лет произошли принципиальные сдвиги в области применения пластмасс в автомобилестроении.Ранее из пластиков изготавливали детали только электротехнического, декоративного назначения.
Основные факторами, обусловливающими значительное внедрение пластмасс в конструкцию автомобилей, являются ;
Во-первых, машина становится легче, а это означает, что снижается расход топлива. Во-вторых, открывается возможность для новых конструкционных решений, поскольку термопластичные полимеры легко поддаются переработке и, следовательно, позволяют воплотить любые дизайнерские идеи. Благодаря этому можно получать детали самых хитроумных форм и цветов без дополнительных операций по механической обработке и окраске. В-третьих, применение пластиков помогает не только отказаться от дорогостоящих цветных металлов и нержавеющих сталей, но и сократить энерго-и трудозатраты в процессе производства, а значит, снизить стоимость автомобиля. В-четвёртых, повышение долговечности и эксплуатационных характеристик автомобиляПластическими массами (пластмассами, пластиками) принято называть материалы, представляющие собой композицию полимера или олигомера с различными ингредиентами, находящуюся при формовании изделий в вязкотекучем или высокоэластическом состоянии, а при эксплуатации -в стеклообразном (аморфном) или кристаллическом состоянии. В качестве ингредиентов могут входить наполнители-тальк, каолин, слюда, древесная мука, стеклянные, органические, углеродные и др. волокна; пластификаторы, отвердители, стабилизаторы и т.д. По характеру связующего вещества пластики подразделяются на а)термопластичные пластмассы (термопласты), получаемые на основе термопластичных полимеров, и б)термореактивные пластмассы (реактопласты), т.е. неразмягчающиеся.
а)Термопластичные пластмассы (термопласты)
В настоящее время в конструкции автомобилей применяются разнообразныеполимеры: полиолефины, ПВХ, полистирол, фторопласты, полиметилакрилат, полиамиды, полиформальдегид, поликарбонат, стеклопластики, фенольные пластики, полиуретаны, этролы, аминопласты, волокниты, текстолиты и др. Самое главное преимущество пластиков в том, что они обладают комплексом свойств, необходимых для конкретного конструкционного элемента А от того, насколько соответствует материал условиям эксплуатации, зависит надежность детали и, в конечном итоге, безопасность автомобиля, а также комфорт водителя и пассажиров Для пластиков характерны следующие свойства:
низкая плотность(обычно 1,0-1,8 г/см, в некоторых случаях до 0,002-0,04 г/см) высокая коррозионная стойкость.Пластмассы не подвержены электрохимической коррозии, на них не действуют слабые кислоты и щёлочиPrinted with FinePrint -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
высокие диэлектрические свойства механические свойства широкого диапозона.В зависимости от природы выбранных полимеров и наполнителей пластики могут быть твёрдыми и прочными или же гибкими и упругими.Ряд пластиков по своей механической почности превосходят чугун и бронзу. При одной и той же массе пластмассовая конструкция может по прочности соответствовать сальной. антифрикционные свойства. Пластики могут служить полноценными заменитлями антифрикционных сплавов(оловянистых бронз, баббитов и др.)Например полиамидные подшипники скольжения длительное время могут работать без смазки. высокие теплоизоляционные свойства.Все пластики, как правило, плохо проводят теплоту. высокие адгезионные свойства хорошие технологические св-ва.Изделия из пластика изготавливают способами безотходной технологии-литьём, прессованием, формованием с применением невысоких давлений или в вакууме.Полиолефины.
Полиолефины -высокомолекулярные углеводородные алифатического ряда, получаемые полимеризацией соответствующих олефинов( этилена, пропилена, и т.д.). В этих полимерах удачно сочетаются механическая прочность, химическая стойкость, высокая морозостойкость, низкая газо-и влагопроницаемость, и хорошие диэлектрические показатели. В автомобильной промышленности из полиолефинов широко применяются полиэтилены, полипропилены, а так же различные их модификации.
Полиэтилен-(-Ch3-Ch3-)n
высокомолекулярный продукт полимеризации этилена, который имеет макромолекулы линейного строения с небольшим числом боковых ответвлений.
/>
Полиэтилен высокого давления Полиэтилен низкого давления (ПЭВД) (ПЭНД)Полиэтилен высокого давления(ПЭВД)-лёгкий, прочный, эластичный материал с низкой газо-, паропроницаемостью, хороший диэлектрик, отличается высокой хим. стойкостью к органическим растворителям, низким водопоглощением и отличной морозостойкостью.К недостаткам его можно отнести низкую теплопроводность, высокий коэффициент линейного расширения, низкие, по сравнению с другими полиолефинами, механические свойства и недостаточную стойкость к УФ-излучению. В автомобилестроении используются в основном следующие марки ПЭВД: 17703-010, 10703-020, 10903-020, 11503-035 (ГОСТ 16337-77) для изляции электропроводов и кабелей, в качестве заменителя стекла, для защиты металла от коррозии, для изготовления крышек подшипников, уплотнительных проеладок, детали вентиляторов и насосов, гайки, шайбы, колпачки для защиты резьбы, пробки топливных баков, трубки, шланги, бочки опрыскивателя ветрового стекла и расширителя.
Полиэтилен низког дваления(ПЭНД)-более прочный и жёсткий материал по сравнению с ПЭВД, механическая прочность его в 1,5-2 раза выше, чем у ПЭВД может эксплуатироваться в широком интервале температур. Хороший диэлектрик.Обладает высокой химической стойкостью.Нестоек к воздействию УФ-лучей.В
Printed with FinePrint -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
автомобилестроении используют марки ПЭНД (по ГОСТ 16338-85):20908-040, 20708-016, 21008-075, 20608-012).Из ПЭНД изготавливают педали привода акселератора, бачки главного цилиндра тормоза и сцепления, оболочки внутреннего заднего троса привода ручного тормоза, втулки крепления уплотнения, крыльчатки, корпус лампы распределителя заднего отопитнля, коробы вентиляции передка.
Полипропилен (-Ch3-CH-) n Ch4
– продукт полимеризации пропилена при низком давлении.По сравнению с полиэтиленом полипропилен имеет более высокую механическую прочность и жёсткость, большую теплостойкость и меньшую стойкость к старению.Имеет хорошие химические и диэлетрические свойства.Разрушающее напряжение при растяжении достгает 25-4- МПа. Недостатком полипропилена является его невысокая морозостойкость (-20 С).В автомобилестроении полипропилен применяется для изготовления колец и прокладок изолирующих пружин подушки опоры двигателя, расширительного бачка, чехла защитного рычага привода ручного тормоза, крышки и корпуса блока предохранителей, для антикоррозионной фетеровки резервуаров, элетроизоляционных деталей, а так же изготоаления деталей применяемых при работе в агрессивных средах, корпусные детали автомобилей и корпуса аккумуляторов, прокладки, фланцы, корпуса воздушных фильтров, конденсаторы, вставки демпфирующих глушителей, зубчатые и червячные колёса, ролики, подшипники скольжения, фильтры масляных и воздушных систем, рабочие детали вентиляторов, насосов, уплотнения, кулачковые механизмы, изоляция проводов и пружин.
Таблица №1. Физико-механические свойства полеолефинов
Прочность, МПа Ударная Модуль Отно. Твёрдос Материал Плотность 3/ мкг вязкость, кДж/м*мупругостиУдлин ение при разры ве %ть по Бринел ю, МПаПри растяжени иПри статическ о изгибеПри сжат ииБез надрезаС надрезомПри растя жени иПри изгиб еПЭВД 917-93010-1612-1712Не разрушается-14025050060014-25ПЭНД 948-95920-3020-3820-Не2-50-600300-45-59
36разрушае
850800
тся
Полипропи 900-91025-4070-806033-805-8800670200-60-65лен
1081190800
0
Полистирольные пластики. (-Ch3-CH-) n
/>C6H5Полистирольные пластики – полимеры, полученные полимеризацией стирола или сополимеризацией этого мономера с другими мономерами.Полистирол, т.е. полимер, полученный полимеризацией стирола, обладает высокой водостойкостью, прекрасными диэлектрическими свойствами, хорошей химической стойкостью.Основными недостатками полистирола: низкая атмосферостойкость, невысокая термическа стойкость, склонность к растрескиванию, низкие прочностные свойства.Поэтому чистый
Printed with FinePrint -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
полистирол не применяется в конструкции автомобиля.Широкое применение находят сополимеры стирола – АБС-тройной сополимер акрилонитрилбутадиена и стирола.
Сополимеры АБС, или АБС-пластики, обладает высокой механической прочностью, достаточной тепло-, морозо-и атмосферостойкостью.Они стойки к воздействию бензина и смазочных масел.Детали из АБС-пластика имеют хороший декоративный вид.
В автомобильной промышленности применяются для изготовления кожуха вентилятора отопителя, кожух облицовочногоьвала руля, решётку радиатора, кожух радиатора отопителя, корпу сопла, ручки и заслонки воздуховодов, облицовки стоек, дверей, боковины.
Поливинилхлориды(-Ch3-CH-) n---Cl
Поливинилхлориды(ПВХ)– представляют собой высокомолекулярные продукты полимеризации винилхлорида, содержащие до 56.8% связанного хлора.Это обеспечивает им пониженную горючесть.ПВХ способны пластифицироваться различными пластификаторами, что позволяет получить на их основе как жесткие, так и эластичные материалы.Пластмассы на основе ПВХ можно разделить на 2 группы: Содержащие пластификаторы Не содержащие пластификаторы
/>Пластикат ПВХ Винипласт
Пластикат ПВХ – получают смешением ПВХ с пластификаторами, которые снижают температуру стеклования ивязкого течения материала. С увеличением содержания пластификатора повышается морозостойкость, возростает относительное разтяжение при удлинении, но понижается механическая прочность, ухудшаются диэлектрические свойства.В автомобилестроении применяются для водо-, бензо-, антифризостойких гибких трубок, изолирующих прокладок, элементы насосов и вентиляторов .
Винипласты -жёсткие пластмассы на основе ПВХ – получают смешением ПВХ со стабилизаторами и наполнителями.Материал имеет достаточно высокие механические свойства, хорошую химическую, водо-и грибостойкость.Недостатком является невысокая теплостойкость и низкая ударопрочность. В автомобилестроении винипласт приминяется для изоляционных кожухов, прокладок, вибропоглощающих материалов.
Фторопласты – полимеры фторпроизводных этиленового ряда.Своим внешним видом и поверхностью полимеры напоминыют парафин, имеют очень низкий, по сравнению с большинством веществ, коэффициент трения. Имеют прочность при растяжении 15-35 МПа, при изгибе 10-15 МПА, относительное удлинение при разрыве 250-350%. Наиболее широкое распостранение получил фторопласт-4, или политетрафторэтилен(тефлон).Характерезуются высокой плотностью(2,1-2,3г/см), термо-и морозостойкостью.Интервал рабочих температур при эксплуатации изделий из фторопласта-4 составляет от-269 до 260 С.Фторопласт-4 имеет хорошие диэлектрические свойства и высокую коррозионную стойкость.По химстойкости фторопласт-4 превосходит все известные материалы, включая золото и платину. Он стоек к воздействию всех минеральных и органических щелочей, кислот.При температуре 260 С невзрывоопасен.В автомобилестроении фторопласт-4 применяется для изготовления подшипников скольжения без смазок.Для уменьшения износа подшипника во фторопласт вводят 15-30% наполнителя(графита, дисульфита молибдена, стеклянного волокна).Так же фтолропласт применяется для изготовления тепло-и морозостойких деталей(втулок, пластин, дисков, прокладок, сальников, клапанов), для облицовки внутренних поверхностей различных криогенных емкостей.
Printed with FinePrint -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
/>Полиамиды(ПА) Полиамиды – представляют собой высокомолекулярные полимеры, содержащие в основной цепи макромолекулы амидную группу.Соотношение метиленовых и амидных групп в составе ПА определяет такие основные свойства полимера, как температура плавления, водопоглощение, эластичность, морозостойкость. Удачное сочетание высокой механической прочности и малой плотности с хорошими антифрикционными и диэлектрическим свойствами, химической стойкостью к маслам и бензину делают ПА одним из важнейших конструкционных материалов. Детали из ПА выдерживают нагрузки, близкие к нагрузкам, допустимым для цветных металлов и сплавов. Исследование антифрикционных свойств ПА, особенно наполненные, значительно превосходят фторопласты, полиформальдегид и поликарбонат.При этом, чем выше давление, тем меньше коэффициент трения ПА.Данные о зависимости динамического коэффициента трения ПА-6 и ПА-610 по стали от состояния поверхности трения и нагрузки(скорость 1,17 см/с) приведены в табл.№2. Значения коэффициентов трения некоторых ПА по стали приведены ниже:
ПА-610 0,26-0,32 ПА-12 0,28-0,3 ПА-6 0,2-0,22
Таблица№2. Зависимость коэффициента трения полиамида по стали от нагрузки.
Нагрузка, МПа 6 10 15 20 25 30 35 40 Сухое трение 0,124 0,115 0,106 0,100 0,095 0,092 0,092 -ПА-6 Смазка водой Смазка маслом 0,134 0,1 0,120 0,097 0,106 0,092 0,096 0,088 0,084 0,084 0,082 0,080 0,077 0,075 --Сухое трение 0,117 0,108 0,098 0,094 0,091 0,088 0,085 0,082ПА-610 Смазка водой 0,113 0,104 0,095 0,091 0,090 0,088 0,085 0,084Смазка маслом 0,094 0,093 0,091 0,089 0,087 0,085 0,083 0,080Для изготовления автомобильных деталей нашли применение следующие ПА и их стеклонаполненные модификации – ПА-610, ПА-12, ПА-6, ПА-66, стеклонаполненные.
ПА-610 представляет собой продукт поликондесации соли СГ (соли себациновой кислоты с гексаметилендиамином.)По значению показателя текучести расплава и модуля упругости он превосходит практически все термопласты, а сочетание небольшого водороглощения с хорошими прочностными свойствами и тепломорозостойкостьюделает возможным использования ПА-610 в ответственных деталях антиырикционного назнвчения.Однако применение ограничено его высокой стоимостью. Из ПА-610 изготовляют методом литья под давлением вкладыши и втулки опорных тяг рулевой трапеции, ручки фиксаторов шарнира, вкладыши и рычаги управления коробкой передач, фильтр топливного насоса, зубчатые передачи, уплотнительные устройства, муфты, подшипники скольжения, лопасти винтов, стойкие к действию щелочей, масел, а так же антифрикционные покрытия металлов и др. втулки и вкладыши.
Printed with FinePrint -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
ПА-12 – продукт гидролитической полимеризации додекалактама в присутствии кислых катализаторов. Этот материал имеет небольшую плотность, отличается незначительным водопоглощением. Свойства и размеры изделий из него отличаются сиабильнотью. ПА-12 хорошо работает на знакоперменный изгиб, это самый эластичный из рассматриваемых ПА, имеет хорошие антифрикционные и электрические свойства.К недостаткам материала относятся низкая теплостойкост по сравнению с другими ПА. Применяется для изкотовления скоб, хомутов, трубок, языков замка дверей, защёлок замков.
ПА-6 – продукт полимеризации капролактама.ПА-6 самый дешёвый материал из полиамидов.По механическим свойствам он превосходит другие ПА, имеет хорошие антифрикционные свойства.В автомобилестроении применяется для изготовления втулок валика педали сцепления, валика акселератора, изолирующей втулки рычага указателя и др. втулок, пластины опоры педали акселератора, пробки горловины бачков, поводка тяги выключения замка двери, опоры шаровой тяги привода управления коробки передачи, штуцеров, шайб, корпусов распределителя нагретого воздуха.
ПА-66(анид)– продукт поликондексации соли АГ (хим. название-полигексаметиленадипамид).По сравнению с другими ПА имеет высокую прочномть, хорошую теплостойкость, антифрикционные и электроизоляционные свойства.В автомобилестроении из ПА-66 выпускаются автомобильные детали типа втулок педалей сцепления и тормоза, распорных втулок, втулок дуги обивки крыши, ограничительных втулок, гаек-барашков крепления запасного колеса, шестерён корпуса привода спидометра, шайб, колодок контактных для наружных и внутренних штеккреов, каркасов катушек, пистонов крепления, вкладышей шарового кольца, скоб, вентиляторов системы охлождения.
Стеклонаполненные ПА, содержащие 20-30% стекловолокна. Механическая прочность и теплостойкость ПА, наполненных стекловолокном, увеличивается по сравнения с ненаполненными в 2-3 раза. Значительно возрастает и сопротивление ползучести, усталостная прочность, износостойкость.В автомобилестроении Стеклонаполненные ПА для изготовления деталей с жёстким размерными допусками, работающих в интервале температур от -60 до 150 С, а так же деталей, несущих нагрузки. Это – ограничители хода шестерни, рычаги включения привода, крыльчатки, шестерни, корпуса предохранителей, корпус клапана бензобака и карбюратора, крышки картера сцепления, бачки радиатора отопителяю, чашка нижняя шарнира наружного зеркпла, детали топливной аппаратуры, различные втулки.
Printed with FinePrint -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Таблица№3. Физико-механические свойства ПА вышеуказанных модификаций.
Прочность, МПа Ударная Модуль Отно. Твёрд Материал Плотность 3/ мкг вязкость, кДж/м*мупругостиУдлин ение при разры ве %ть по Брине ю, МПаПри растяжени иПри статическ ом изгибеПри сжат ииБез надрезаС надрезомПри растя жени иПри изгиб еПА-610 1090-111050-6045-70-100-1205-101500-1001001
- 200
1700
ПА-12 102040-4555-65606380-905-91600 -18001200 -130020028075ПА-6 113055-7790-10085-90-1305-101200-1001001
100
- 150
1500
ПА-66 114080-8580-90-955-83100-401501001Стеклонапо лненные 1350-1380115-150180-23011035-458-10800090002,0-3,5140
Поликарбонат Поликарбонат -термопластичный полимер на основе дифенилолпропана и фостена, выпускаемый под названием дифлон.Поликарбонат характеризуется низкой водопоглощаемостьюи газонипроницаемостью, хоршими диэлектрическими свойствами, высокой жёсткостью, теплостойкостью и химической стойкостью, прозрачен, хорошо окрашивается.Стоек к световому старению и действию окислителей даже принагреве до 120 С, допускается при работе изделий в интервале от -100 до 135 С.Это один из наиболее удпропрочных термопластов, что позволяет использоватьего в качестве конструкционного материала, заменяющего металлы.В автомобилестроении из поликарбоната изготавливают шестерни, подшипники, корпуса, крышки, клапаны.
Таблица№4. Теплофизические свойства поликарбоната
Матери алТемперату ра эксплуатац ии в СТемп. Хрупкости при изгибе, морозостойкост ь.СТемп. Размягчен ия по Вика, СТеплостойкость по Мартенсу, С, в скобках-теплостойкость при деформации под нагрузкой в1,86МПаКоэффициент линейного теплового расширения 5 a 10 *, -1С Дифлон-100 +135-100150-160120-1306Полиформальдегиды(полиацетали)
Полиформальдегиды(ПФ)– это продукт полимеризации формальдегида и триоксана с диоксоланом(СТД).Они сочетают высокий модуль упругости при растяжении и изгибе с достаточно большой ударной вязкостью.По показателям долговременной прочности при
9
Printed with FinePrint -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
растяжении и изгибе и по усталостной прочности эти материалы превочходят все другие термопласты , включая полиамиды, поликарбонаты.Теплостойкость при изгибе при высоких нагрузках у образцов из ПФ выше, чем у других термопластов, включая ПА-610, а коэффициент трения по стали близок к этому показателю для ПА.Антифрикционные марки ПФ имеют коэффициент трения 0,15-0,20.Полиформальдегиды значительно превосходят ПА по водостойкости: при эксплуатации в водной среде механические свойства материалов изменяются незначительно.Эти материалы удачно сочетают хорошие электротехнические свойства с механической прочностью и водостойкостью. При нормальных и пониженных температурах они устойчивы ко всем без исключения органическим растворителям, слабым кислотами основаниям.Полиформальдегиды имеют хорошую сырьевую базу и в перспективе являются интересным конструкционным материалом.В настоящее время стоимость ПФ высока, что ограничивает их применение.К недостаткам этих материалов следует отнести невысокую стойкость к воздействию УФ-лучей и светостойкость.Основной метод переработки-литьё под давлением.
В автомобильной промышленности применяются полиформальдегиды марок ПФ-Л-1, ПФ-Л-2, ПФ-Л-3.Из них изготавливают корпуса жиклёра омывателя, поводок пружины замка капота, кольца распорные, втулки, кулачки, поршни, толкатели, корпуса клапанов, детали карбюратора(муфты и др.), топливных насосов, трубопроводов, ручки дверей, переключатели.
б)Термореактивные пластмассы (реактопласты)
Фенопласты Фенопласты(фенольные пластики) -пластмассы основе фенолоформальдегидных смол.В зависимости от наполнителя фенопласты подразделяются на порошкообразные, волокнистые, слоистые материалы.Фенопласты, содержащие порошкообразные наполнители(древесную муку, минеральные наполнители.), наз. – пресс-порошками.Фенопласты, содержащие наполнитель в виде хлопчатобумажных волокон, наз. – волокнитами, а в виде стеклянных волокон – стекловолокнитами.Если фенопласты имеют в качестве наполнителя ткани, то – текстолиты, если бумагу -гетинаксами. Отличительной особен
www.ronl.ru
Пластическими массами или просто пластмассами называют композиционные материалы на основе полимеров, обладающие текучестью (пластичностью) и способные при нагревании под давлением принимать заданную форму и устойчиво сохранять ее после охлаждения, т.е обладающие пластическими свойствами в условиях переработки и не обладающие этими свойствами в условиях эксплуатации. Таким образом, при обычных температурах пластмассы представляют собой твердые, упругие тела.
Чтобы лучше представить себе некоторые механические свойства пластмасс, сравним эти свойства с аналогичными свойствами некоторых металлов. Плотность различных пластмасс колеблется от 0,9 до 2,2 г/см3; имеются особые типы пластмасс (пенопласты) с плотностью 0,02 – 0,1 г/см3. В среднем, пластмассы примерно в 2 раза легче алюминия, в 5 – 8 раз легче стали, меди и других металлов, а некоторые сорта пенопластов более чем в 10 раз легче пробки. Прочность некоторых видов пластмасс даже превосходит прочность некоторых марок стали, чугуна, дюралюминия и др.
По химической стойкости пластмассы не имеют себе равных среди металлов. Они устойчивы не только к действию влаги воздуха, но и таких сильнодействующих химических веществ, как кислоты и щелочи.
Обычно пластмассы являются диэлектриками. Отдельные сорта пластмасс представляют собой лучшие диэлектрики из всех известных в современной технике.
В настоящее время известен целый ряд пластмасс, обладающих значительной тепло- и морозостойкостью, что позволяет применять их для изготовления изделий, работающих в широком интервале температур.
По своим антифрикционным свойствам многие пластмассы значительно превосходят лучшие антифрикционные сплавы металлов. Многие типы пластмасс при использовании их для подшипников не требуют смазки, другие же могут «смазываться» просто водой.
Наряду с большой механической прочностью некоторые виды пластмасс обладают прекрасными оптическими свойствами.
Обычно пластмассы имеют твердую, блестящую поверхность, не нуждающуюся в полировке, лакировке или поверхностной окраске. Внешний вид их не изменяется от обычных атмосферных воздействий.
Пластмассы представляют собой смеси полимеров с другими веществами.
Получение полимеров основано на реакциях полимеризации, поликонденсации и обменного взаимодействия полимеров с другими веществами.
Способ производства полимера определяет строение его молекул, среднюю молекулярную массу М, количество остаточных примесей и таким образом влияет на комплекс свойств материала.
Полимеры - основа пластмассы. Полимерами называют вещества высокой относительной молекулярной массы (молекулярного веса). Они состоят из повторяющихся групп атомов, звеньев исходного вещества – мономера. Звенья образуются и последовательно соединяются друг с другом в процессах получения полимеров. Они образуют линейные цепные молекулы (табл.1), длина которых, в тысячи раз превышает длину неполимерных соединений, такие молекулы называют макромолекулами. Чем больше звеньев в макромолекуле полимера (больше степень полимеризации), тем более прочен материал и более стоек к действию нагрева и растворителей. Если в макромолекулы объединены разные звенья, то полимер называется сополимером. Сополимеризация аналогична легированию в сплавах и изменяет свойства материала. Из-за невозможности эффективной переработки мало-плавкого и трудно-растворимого полимера в ряде случаев получают сначала полуфабрикаты - полимеры со сравнительно низкой молекулярной массой - олигомеры, легко доводимые до высоко молекулярного уровня при дополнительной тепловой обработке одновременно с изготовлением изделия.
Наполнители добавляют в количестве 40-70% (по массе) для повышения механических свойств, снижения стоимости и изменения других свойств. Наполнители- это органические и неорганические вещества в виде порошков (древесная мука, сажа, слюда, SiO², тальк, TiO, графит), волокон (хлопчатобумажные, стеклянные, асбестовые, полимерные), листов (бумага, ткани из различных волокон, древесный шпон).
Стабилизаторы - различные органические веществ, которые вводят в количестве нескольких процентов для замедления старения, что стабилизирует свойства и удлиняет срок эксплуатации. Старение представляет необратимое изменение свойств пластмассы под влиянием среды. В основе старения лежат изменения структуры молекул полимера.
Пластификаторы добавляют в количестве 10-29% для уменьшения хрупкости и увеличения формуемости. Пластификаторами являются вещества, которые уменьшают межмолекулярное взаимодействие и хорошо совмещаются с полимерами. Часто пластификаторами служат эфиры, а иногда и полимеры с гибкими молекулами.
Отвердители вводят в количестве нескольких процентов в реактопласты для соединения полимерных молекул химическими связями. В итоге образуется пространственная молекулярная сетка (сетчатая структура), а молекулы отвердителя становятся частями этой сетки. В качестве отвердителей используют серу ( в каучуках), органические перекиси и другие соединения.
Специальные добавки- смазки, красители, добавки для уменьшения статистических зарядов, для уменьшения горючести, для защиты от плесени, ускорители и замедлители отверждения и другие- служат для изменения или усиления какого-либо свойства.
studfiles.net
