Пластические массы (пластмассы) объединяют группу твердых или упругих материалов, которые состоят полностью или частично из полимерных соединений и формуются в изделия методами, основанными на использовании их пластических деформаций.
Пластмассы получают на основе различных натуральных и искусственных смол, они успешно заменяют металлы, фарфор, каучук, стекло, шелк, кожу и другие материалы.
Они обладают следующими характеристиками:
− сравнительно высокие механические свойства, достаточные для изготовления изделий, которые не подвергаются значительным динамическим нагрузкам;
− хорошие электроизоляционные свойства, что позволяет использовать их в качестве диэлектриков;
− высокая стойкость к коррозии;
− высокая химическая стойкость;
− низкая гигроскопичность;
− легкость (плотность пластмасс обычно составляет 900... 1800 кг/м2);
− широкий диапазон коэффициентов трения и высокое сопротивление истиранию;
− хорошие оптические свойства и прозрачность.
Основное исходное сырье для производства пластмасс недорого и доступно (продукты переработки нефти, природного газа, поваренной соли, известь, песок и др.). Переработка пластмасс в изделия - относительно несложный и дешевый процесс.
Электротехнические изделия из пластмассы
В состав пластмасс входят наполнитель, связующее вещество, пластификаторы, стабилизаторы и красители.
Связующие вещества определяют в основном свойства деталей из пластмасс и представляют собой сложные химические соединения органического и неорганического происхождения, получившие в промышленности общее название «смолы». В чистом виде они не используются, так как введение добавок значительно удешевляет пластмассу и существенно влияет на физико-механические свойства деталей из пластмасс.
В качестве органического связующего применяют натуральные и синтетические термопластичные и термореактивные смолы (полимеры), кремнийорганические и фторорганические полимеры и другие материалы, обладающие способностью деформироваться при нагревании и давлении. В отдельных случаях применяют и неорганические вещества (цемент, стекло и др.). Содержание связующего вещества в пластмассах колеблется в пределах 30...60%.
Наполнители, обладая способностью прочно сцепляться со связующим веществом, придают пластмассам требуемые свойства -механическую прочность (древесная мука, асбест), теплопроводность (молотый мрамор, кварц), диэлектрические свойства (молотая слюда или кварц), нагревостойкость (асбест, стекловолокно). Обычно пластмассы содержат 40...70% наполнителя.
Пластификаторы вводят в пластмассы для повышения пластичности и холодостойкости, а также для предупреждения прилипания изделий к стенкам пресс-формы при прессовании. В качестве пластификаторов применяют маслообразные синтетические жидкости с высокой температурой кипения (стеарин, олеиновую кислоту, сульфитную целлюлозу).
Стабилизаторы способствуют длительному сохранению пластмассами своих основных свойств.
Красители придают пластмассам определенную окраску.
Электротехнические пластмассы можно классифицировать по различным свойствам: применению, нагревостойкости, химическим свойствам, способу переработки, используемым связующим смолам.
По применению электротехнические пластмассы делят:
− на конструкционные (для изготовления корпусов приборов, ручек управления и других деталей);
− электроизоляционные (для каркасов катушек, панелей, плат и пр.);
− специальные (магнитодиэлектрики, электропроводные и др.).
По нагревостойкости пластмассы разделяют на несколько классов: E, B, F, C.
По химическим свойствам пластмассы делятся на термопластичные и термореактивные.
Термопластичные пластмассы (термопласты) обладают способностью под действием температуры и давления плавиться и при охлаждении затвердевать, принимая требуемую форму. Изделия из термопластов могут перерабатываться многократно.
Термореактивные пластмассы размягчаются под действием температуры и давления и при дальнейшем нагревании необратимо переходят в неплавкое и нерастворимое состояние, сохраняя приобретенную форму. Термореактивные пластмассы не поддаются вторичной переработке.
По способу переработки пластмассы разделяются на пресс-порошки и пресс-материалы, листовые, фасонные, слоистые материалы и пленочные материалы.
В зависимости от используемых связующих смол производят пластмассы на основе кремнийорганических, эпоксидных, фенолформальдегидных, эфирных смол.
Основными способами переработки пластмасс в изделия являются литье под давлением, прямое и литьевое прессование. Термопласты для литья под давлением выпускаются в виде гранулированных порошков. Детали отливаются из полиэтилена, полистирола, капрона, полиамидов и других материалов.
К основным недостаткам пластмасс относят:
− ползучесть, т. е. способность материала медленно деформироваться на холоде под действием постоянных механических нагрузок;
− сравнительно невысокую теплостойкость;
− пониженную прочность при переменных нагрузках;
− быстрое по сравнению с другими материалами старение.