Уважаемые студенты гр. СП-191 прошу выполненные задания и последующие, делать
Скриншоты (фотоотчеты) и присылать на страничку в контакте https://vk.com/id356059967 Татьяна Сафонова указывая название предмета, группу, фамилию, имя, отчество.
Лабораторная работа № 3
Тема: Выбор видов пластмасс на основе анализа их свойств
Цель: изучить классификацию, структуру и области применения пластмасс
Полиэтилен. В зависимости от условий полимеризации (давление, вид катализатора, температура) получают продукт различной молекулярной массы.
Различают полиэтилен:
- высокого давления и низкой плотности (ПЭВД и ПЭНП);
- низкого давления и высокой плотности (ПЭНД);
- среднего давления (ПЭСД);
- высокомолекулярный низкого давления (СВМПЭ).
Полиэтилен обладает рядом ценных свойств: влаго- и газонепроницаем, не набухает в воде, эластичен в широком интервале температур, устойчив к действию кислот и щелочей, обладает очень хорошими диэлектрическими свойствами.
Полиэтилен обладает большей механической прочностью и жесткостью и используется для изготовления труб, шлангов, листов, пленки, деталей радиоаппаратуры, различных емкостей. Литьем давлением изготовляют вентили, краны, зубчатые колеса, работающие с малой нагрузкой.
Однако ввиду недостаточной механической прочности для изготовления деталей машин его применяют ограниченно. Главный недостаток полиэтилена — его невысокая теплостойкость, изделия из него рекомендуется использовать при температурах не выше 80°С.
Полипропилен — синтетический полимер, по сравнению с полиэтиленом отличается более высокой ударной вязкостью, прочностью, износостойкостью, обладает высокими диэлектрическими свойствами, низкой паро- и газопроницаемостью, устойчив к действию кипящей воды и щелочей, но обладает низкой термо- и светостойкостью. Применяется для изготовления деталей, работающих в контакте с агрессивными жидкостями.
Винипласт. Достоинствами винипластов являются высокие механические свойства, химическая стойкость, технологичность переработки в изделия, обрабатываемость резанием.
Рабочая температура винипласта от 0 до +400С, при резких колебаниях температуры коробится, а при нагреве выше 40°С - разупрочняется и теряет жесткость, не горит.
Винипласт выпускают преимущественно в виде листов и профильного проката (труб, уголка и т. п.). Из винипласта изготовляют емкости в химическом машиностроении, корпуса и сепараторы для аккумуляторных батарей, вентили, клапаны, фитинги для трубопроводов, детали насосов и вентиляторов и другие изделия.
Фторопласты – полимеры типа политетрафторэтилен (ПТФЭ) - фторопласт-3, фторопласт-4, тефлон, флюон. Достоинствами фторопластов является высокая стойкость к воздействию агрессивных сред, в том числе сильных кислот, щелочей. Фторопласты термостойки - температура их интенсивного термоокислительного разложения составляет 4000С.
Коэффициент трения фторопласта-4 в семь раз ниже коэффициента трения хорошо полированной стали, что способствует его использованию в машиностроении для трущихся деталей;конденсаторных и электроизоляционных пленок, антифрикционных материалов, самосмазывающихся вкладышей подшипников, уплотнительных деталей — прокладок, набивок, работающих в агрессивных средах; труб, гибких шлангов, кранов, тары пищевых продуктов; его используют в восстановительной хирургии. Фторопласты также нашли применение для зашиты металла от воздействия агрессивных сред.
Капрон. Главным его достоинством является сочетание высокой прочности, износо-, тепло- и химической стойкости с технологичностью переработки в изделие. Износостойкость капрона в несколько раз выше, чем стали, чугуна и некоторых цветных металлов. Наилучшими антифрикционными свойствами обладает капрон с добавлением 3-5 % графита.
Для изготовления деталей из капрона и других полиамидов наиболее широко используют метод литья под давлением. Например, втулки рессор, крестовины кардана, шкворня поворотной цапфы, а также шестерни привода спидометра, масленки подшипника выключения сцепления, краники сливные, кнопки сигнала, рукоятки рычага переключения передач и др.
Капрон хорошо обрабатывается резанием, склеивается и сваривается. Из него выполняют детали антифрикционного назначения, подшипники, зубчатые колеса, кронштейны, рукоятки, крышки, корпуса, трубопроводную арматуру, прокладки, шайбы. Используют полиамиды также для изготовления нитей, корда, тканей.
Полистирол представляет собой продукт полимеризации стирола. Это бесцветный прозрачный материал, обладающий абсолютной водостойкостью, высокими электроизоляционными свойствами, светостойкостью и твердостью. Полистирол стоек к плесени, к щелочным и кислым средам. Отавное применение полистирола этого вида — детали радиоаппаратуры,
Полиметилметакрилат (органическое стекло) обладает прозрачностью, твердостью, стойкостью к атмосферным воздействиям, многим минеральным и органическим растворителям, высокими электроизоляционными и антикоррозийными свойствами. Он выпускается в виде прозрачных листов и блоков.
Органические стекла выгодно отличаются от минеральных низкой плотностью, упругостью, отсутствием хрупкости, более высокой легкой формуемостью в детали сложной формы, простотой механической обработки, а также свариваемостью и склеиваемостью. Однако органические стекла, в отличие от минеральных, обладают более низкой поверхностной твердостью. Поэтому поверхность органического стекла легко повреждается, и его оптические свойства резко падают. Кроме того, органическое стекло легко воспламеняется.
Поликарбонаты обладают высокой прозрачностью и могут быть использованы вместо силикатного стекла. Применяются для изготовления зубчатых колес, втулок, клапанов, кулачков и т. п., а также электроизоляционных деталей. Поликарбонаты перерабатываются в изделия всеми способами, применяемыми для изготовления изделий из термопластов.
Силиконы – кремнийорганические полимеры. Важнейшими свойствами применяемых силиконов является высокая термическая стойкость, стойкость к воздействию окислительных и сред, высокие диэлектрические свойства.
На основе силиконов разработаны клеи, лаки, эмали, смазки.
Силиконы широко применяются в электротехнической промышленности, машино- и авиастроении. Каучуки, модифицированные силиконами, используют для получения морозостойких и теплостойких резин.
Лавсан – полиэтилентерефталат - представляет собой сложный полиэфир. ПЭТФ не растворяется в большинстве органических растворителей, имеет высокую температуру плавления стоек к действию слабых щелочей, смазок, масел, спиртов, эфиров. В основном лавсан применяется в виде пленок и волокон, которые получают из расплава.
Текстолит — это слоистый полимерный материал, где в качестве наполнителя используется хлопчатобумажная ткань, а в качестве связующего — фенолформальдегидная смола.
Текстолит обладает относительно высокой механической прочностью, малой плотностью, высокими антифрикционными свойствами, к вибрационным нагрузкам, износостойкостью и хорошими диэлектрическими свойствами.
Текстолит нашел широкое применение как заменитель цветных металлов для вкладышей подшипников скольжения, для изготовления зубчатых шестерен в автомобилях и других технических изделий для авиа-и машиностроения. Текстолитовые шестерни в отличие от металлических работают бесшумно.
Гетинакс - изготовляют горячей прессовкой листов бумаги, пропитанной фенолформальдегидной смолой. Обладает высокими диэлектрическими свойствами, но меньшей, чем текстолит, механической прочностью. Гетинакс применяется для изготовления изоляционных деталей электрооборудования, декоративных материалов для отделочных работ.
Карболит представляет собой пластмассу, в которой наполнителем служат древесная мука или глина. Рабочая температура эксплуатации деталей из карболита не должна превышать 800С и их следует оберегать от влаги.
Из карболита изготовляют крышку и ротор прерывателя-распределителя, изоляторы катушки зажигания и другие электротехнические детали.
Эпоксидные смолы - синтетические полимеры, обладающие высокой адгезией к металлам, стеклу, керамике и другим материалам. Отвержденные эпоксидные смолы устойчивы к воздействию щелочей, окислителей и большинства неорганических кислот, но разрушаются в органических кислотах, углеводородах.
Применяются эпоксидные смолы в качестве связующих в композиционных материалах, клеях, лаках.
Стеклопластики изготовляют из синтетических смол (связующих) и стеклянного волокна (армирующий, усиливающий наполнитель). В качестве связующего чаще всего используют эпоксидные, фенолформальдегидные, полиэфирные и кремнийорганические смолы. Наполнитель — стеклянное волокно толщиной в тысячные доли миллиметра пронизывает каждый миллиметр пластмассы.
Стеклопластики обладают особо высокой механической прочностью, теплостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами и стойкостью против воздействия воды, масел, топлив, разбавленных кислот и многих органических растворителей.
В автомобилестроении из стеклопластиков изготовляют кузова и другие крупногабаритные и высоконагруженные детали.
Пенополиуретан - получают насыщением расплавленной смолы вспенивателями, при этом происходит вспенивание полимера. Пенополиуретан ПУ-101, обладающий высокой эластичностью, используется для изготовления автомобильных сидений и спинок.
Фольгированные пластмассы представляют собой слоистый пластик (гетинакс, стеклотекстолит), облицованный с одной или двух сторон медной фольгой 35 или 50 мкм. Фольгированные пластмассы имеют специальное назначение: их применяют при изготовлении плат с печатным монтажом в радиоэлектронике, кодовых переключателей автомобильной охранной сигнализации, печатных якорей микроэлектродвигателей и других деталей.
Неорганические полимеры. Наибольшее практическое применение получили углерод, кремний, германий, бор и селен. Полимерная форма углерода - графит используется не только как самостоятельный машиностроительный материал, но и как составляющая композиционных материалов. Графит и материалы на его основе применяют в автомобилестроении для изготовления деталей узлов трения (выжимной подшипник сцепления), подвижных контактов приборов электрооборудования автомобилей (центральный контакт крышки прерывателя-распределителя, щетки генератора и стартера) и др. Кремний используется при изготовлении полупроводниковых приборов. Кристаллический бор представляет собой вещество, по твердости уступающее только алмазу. Его применяют для повышения термостойкости и твердости деталей ответственного назначения. Например, для покрытия компрессионных поршневых колец.
Эпоксидные пасты применяют для выравнивания поверхности кузовов вместо свинцово-оловянистых припоев. Эпоксидные пасты на авторемонтных предприятиях приготовляются на базе эпоксидных шпаклевок ЭП-00-10 с добавлением к ним наполнителя - измельченного асбеста сухого или пропитанного лаком этиноль и отвердителя. Под действием вводимого отвердителя паста становится твердой, неплавкой и нерастворимой. Отвердителем служит 50 %-ный раствор гексаметилендиамина в спирте (отвердитель № 1).
Эпоксидные пасты широко используются взамен сварки при ремонте кузовов, трещин на рубашке охлаждения и в клапанной коробке блока цилиндров, пробоин стенок рубашки охлаждения блоков цилиндров, трещин головки цилиндров, обломов в головке цилиндров в месте крепления датчика указателя температуры охлаждающей жидкости, пробоин в поддоне картера двигателя и др. Отремонтированные детали надежно работают при температуре до 120°С.
Широкое применение получают пластмассы для нанесения декоративных и защитных покрытий (пленок) на металлические детали. Металл с нанесенным пластмассовым покрытием называют металлопластом. В качестве покрытия для малоуглеродистой стали в промышленности используется поливинилхлоридная пленка, а также полиэтилен, полиамиды и другие пластмассы.
Защитные и декоративные покрытия в условиях авторемонтных предприятий наносят вихревым напылением (порошки), кистью (растворы) и лопаткой (пасты). Замена хромирования нанесением эпоксидных мастик на такие детали, как стойки, поручни, дужки сидений автобусов, в производственных условиях дает снижение затрат в несколько раз, не ухудшая внешнего вида деталей и надежности покрытия против коррозии.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с образцами различных пластмасс.
2. Описать состав, свойства и применение исследуемых пластмасс в техники. Результаты свести в сводную таблицу.
| № обр. | Название пластмассы | Состав пластмассы | Основные свойства | Применение пластмассы |
| 1. | ||||
| 2. | ||||
| 3. | ||||
Вопросы
1. Что такое пластмассы?
2. Что такое полимеры?
3. Термореактивные и термопластичные пластмассы.
4. Состав пластмасс.
5. Основные свойства пластмасс.
6. Недостатки пластмасс.
Вывод