Пластичні маси

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

Федеральне агентство з освіти Російської Федерації

Державна освітня установа вищої професійної освіти

«Южно-Уральський Державний Університет"

Факультет "Автотракторний"

Кафедра "Експлуатація автомобільного транспорту"

Реферат

з дисципліни

"ТКМ (матеріалознавство)"

на тему

"Пластичні маси"

Роботу виконав

студент групи: АТ-261

Агєєв П. І.

Челябінськ 2010

Зміст

Введення

1. Загальна характеристика

2. Термопласти

3. Реактопластів

4. Властивості і застосування

Список літератури

Введення

Термін "пластичні маси" з'явився в кінці XIX ст. Перші промислові матеріали були виготовлені на основі нітроцелюлози (1862-65) і казеїну (1897). Розвиток сучасних реактопластов почалося з розробки фенопластов (Л. Бакеланд, 1907-08) та амінопласти (Г. Поллак, 1921), термопластів-с синтезу полістиролу (1930), полівінілхлориду (1937), поліетилену (1938-39). У Росії виробництво пластичних мас почало складатися приблизно в 1914 і досягло 5,03 млн. т / рік (1986); навчив основи і організаційні засади пов'язані із іменами Г.С. Петрова, AM Настюкова, А.А. Ваншейдта, С.H. Ушакова, І. П. Лосєва та ін Сучасна промисловість пластичних мас включає великий асортимент матеріалів на основі різноманітних сполучних і наповнювачів. Зростання світового виробництва пластичних мас йде високими темпами (близько 20% в рік).

Пластичні маси застосовують у всіх галузях промисловості і сільського господарства в якості матеріалів конструкційного, захисного, електротехнічного, декоративного, фрикційного і антифрикційного призначень.

1. Загальна характеристика

Пластичні маси (пластмаси, пластики) - полімерні матеріали, формовані у вироби в пластичному або вязкотекучем стані зазвичай при підвищеній температурі і під тиском. У звичайних умовах перебувають у твердому стеклообразном або кристалічному стані. Крім полімеру можуть містити тверді або газоподібні наповнювачі і різні добавки, що поліпшують технологічні та (або) експлуатаційні властивості, знижують вартість і змінюють зовнішній вигляд виробів. Залежно від природи твердого наповнювача розрізняють асбопластікі. боропластікі. графітопласти, металополімерів. органопластікі. склопластики. вуглепластики. пластичні маси, що містять тверді наповнювачі у вигляді дисперсних частинок різної форми (наприклад, сферичної, голчастою, волокнистої, пластинчастої, лускатої) і розмірів, розподілених в полімерній матриці (сполучному), звані дисперсно-наповненими. Пластичні маси, що містять наповнювачі волокнистого типу у вигляді тканини, паперу, джгута, стрічки, нитки тощо, утворюють міцну безперервну фазу в полімерній матриці, називаються армованими

У пластичні маси можуть також поєднуватися тверді дисперсні і (або) безперервні наповнювачі однакової або різної природи (так звані гібридні, або комбіновані, наповнювачі). Зміст твердого наповнювача в дисперсно-наповнених пластичних масах звичайно змінюється в межах 30-70% за об'ємом, в армованих - від 50 до 80%.

Пластичні маси, що містять у якості наповнювача газ або порожні органічні або неорганічні частинки, відносять до пінопластом. які також м. б. дисперсно-наповненими або армовані.

Модифікуючі добавки вводять в пластичні маси в невеликих кількостях для регулювання складу, структури і властивостей полімерної фази або межі розділу фаз полімер - наповнювач. Для регулювання в'язкості на стадіях отримання та переробки пластичні маси використовують інертні або активні розчинники, розріджувачі та загусники, для зниження температур склування, плинності і крихкості-пластифікатори, для підвищення хім., Термо-і світлостійкості - антиоксиданти. Термо-і светостабилизатора - для зниження горючості, антипірени, для фарбування - пігменти або барвники, для зниження електрізуемості - антистатики. для поліпшення змочування наповнювача і підвищення адгезійного взаємодії полімер - наповнювач використовують ПАР і аппретируют ср-ва. По типу полімерного компонента і характеру фізичних і хімічних перетворень, що протікають в ньому при отриманні і переробці і визначають спосіб і умови останніх, пластичні маси поділяють на два принципово різних класу - термопласти і реактопластів.

2. Термопласти

Термопласти (ТП) - пластичні маси на основі лінійних або розгалужених полімерів, сополімерів і їхніх сумішей, оборотно перехідних при нагріванні в пластичне або в'язкотекучий стан в результаті плавлення кристаллич. і (або) розм'якшення аморфної (стеклообразной) фаз. Найбільш поширені ТП на основі гібкоцепних (головним чином карбоцепні) полімерів, сополімерів і їх сумішей-поліолефінів (поліетилену, поліпропілену. Полі-4-метил-1-пента), полівінілхлориду, полістиролу, поліметилметакрилату. полівінілацеталей. вироблених у великих обсягах і мають порівняно низьку вартість, вони володіють низькими температурами плавлення і розм'якшення, тепло-та термостійкістю. Особливе місце серед пластичних мас на основі карбоцепні полімерів займають фторопласти, для яких характерні високі температури плавлення і унікальні хімічна стійкість і термостійкість, антифрикційні властивості. У менших масштабах використовують ТП на основі гетероланцюгових полімерів, сополімерів і їхніх сумішей, наприклад гібкоцепних аліфатичних і ароматичних жесткоцепних простих і складних поліефірів, поліамідів, Поліацетали, полиимидов і поліуретанів.

За фазовому стану не містять наповнювачів (ненаповнені) ТП можуть бути одно-і двофазним аморфними, аморфно-кристалічними і рідкокристалічними. До однофазним аморфним ТП відносяться полістирол, полі-метакрилат, поліфеніленоксіди, які експлуатуються в склоподібного стані і володіють високою крихкістю. За властивостями їм близькі стеклообразниє аморфно-кристалічні. ТП, що мають низький ступінь кристалічності (менше 25%), наприклад полівінілхлорид, полікарбонати, поліетілентере-фталат, і двофазні аморфні ТП на основі сумішей полімерів і щеплених кополімерів. наприклад ударостійкий полістирол, АБС-пластики, що складаються з безперервної стеклообразной і тонкодіспергір. еластичною фаз. Деформація. теплостійкість таких ТП визначає температура склування, що лежить в інтервалі 90-220 0 C.

Кристалічні ТП, що мають високу ступінь кристалічності (більше 40-50%) і низьку температуру склування, наприклад поліолефіни. фторопласти, полиформальдегид, аліфатіч. поліаміди, зазвичай експлуатують при температурах вище температур склування, коли аморфні області знаходяться в еластичному стані. Їх деформаційну теплостійкість визначає температура плавлення, що лежить в інтервалі 110-360 0 C.

ТП на основі термотропних рідкокристалічних полімерів, наприклад деяких ароматіч. складних поліефірів і їх сополімерів, складаються з ізотропної і анізотропної (найчастіше нематической) фаз. Анізотропна фаза характеризується мимовільної орієнтацією випрямлених макромолекул або їх ділянок і робить так званий ефект самоармірованія. Їх теплостійкість визначає температура плавлення жидкокристаллической фази, що лежить в межах 200-250 0 C.

Проводять ТП у вигляді гранул або порошків. Для наповнення з метою зниження вартості, підвищення стабільності форми виробів і поліпшення експлуатаційних властивостей найчастіше використовують коротковолокнистого наповнювачі органічної або неорганічної природи і мінеральні порошки. Ці наповнювачі, а також модифікуючі добавки вводять найчастіше при переробці-гранулювання ТП, рідше на стадії синтезу полімеру. При використанні безперервних волокнистих наповнювачів їх просочують розчином або розплавом полімеру. Застосовують також методи плівковою, волоконної або порошкової технології, в яких наповнювач поєднують з ТП, що знаходиться у формі плівки, волокна або порошку соотвенно; на стадії формування виробів з таких пластмас ТП розплавляються і наповнювач просочується ними.

Як газо ТП найбільш поширені пінополістирол і пенополівінілхлорід, а також сінтактіческіе пластичні маси (наповнювач-порожнисті частки).

Ненаповнені і дисперсно-наповнені ТП формують у вироби та напівфабрикати (наприклад, прутки, профілі, листи) литтям під тиском і екструзією, рідше пресуванням або спіканням. Вироби з листових заготовок ТП, в тому числі армованих безперервними наповнювачами, виготовляють штампуванням, вакуумним і пневмоформования. Вироби і напівфабрикати з ТП можна піддавати механічній обробці наприклад, вирубування, різання, зварювання, склеювання та вторинної переробки. Для регулювання структури ТП і залишкових напружень у виробах з них використовують додаткову термообробку (отжиг або загартування). Для зниження повзучості (особливо при підвищених температурах) ТП піддають також хімічного або радіаційного зшивання, що приводить до утворення просторової сітки. Важливий спосіб підвищення деформаційно-міцнісних властивостей ТП, особливо листових і плівкових - орієнтована витяжка.

3. Реактопластів

Реактопластів (РП - пластичні маси на основі рідких або твердих, здатних при нагріванні переходити в в'язкотекучий стан, реакційноздатних олігомерів (смол), які перетворюються в процесі затвердіння при підвищеній температурі і (або) у присутності затверджувачів в густосетчатие стеклообразниє полімери, необоротно втрачають здатність переходити в в'язкотекучий стан. За типом реакційноздатних олігомерів РП підрозділяють на фенопласти (на основі фенолоформальдегідних смол), амінопласти (на основі сечовино-і меламіно-формальдегідних смол), епоксіпласти (на основі епоксидних смол), ефіропласти (на основі олігомерів акрилових), імідопласти (на основі олігоімідов або сумішей імідообразующіх мономерів) і ін Молярна маса олігомерів, тип і кількість реакційноздатних груп у них, а також природа і кількість затверджувача визначають властивості РП на стадіях їх отримання, переробки у вироби (наприклад, умови, механізм і швидкість затвердіння , об'ємні усадки і виділення летючих речовин), а також експлуатаційні властивості виробів. Для регулювання технологічних властивостей РП найбільш широко використовують розріджувачі, загусники і мастила, а для модифікації властивостей в отвержденном стані - пластифікатори і еластифікуючу добавки (наприклад, рідкі каучуки, прості олігоефіри) , які вводять в олігомер.

Ненаповнені РП порівняно рідко використають як самостійні матеріали через високі об'ємних усадок при затвердінні смол і виникають внаслідок цього великих усадочних напруг. Зазвичай смоли, що містять добавки, служать сполучними наповнених РП. Дисперсно-наповнені РП отримують у вигляді отверждающихся мас суміщенням сполучного з наповнювачем у різних змішувачах; такі РП переробляють у вироби методами компресійного або литтєвого пресування і лиття під тиском, рідше заливанням у форми або трансфертів пресуванням. Армовані РП отримують у вигляді препрегів попередньо просочених сполучною безперервних волокнистих наповнювачів. Вироби з таких напівфабрикатів формують методами намотки, викладки та протяжки з наступним фіксуванням їх форми отверждения шляхом пов'язує. В інших методах заготовки вироби формують з "сухого" наповнювача, а потім, попередньо вакууміруя, просочують їх сполучною під тиском, після чого ущільнюють і отверждают.

З газо РП найбільшого поширення набули пенофенопласти і пінополіуретани.

Основні переваги РП в порівнянні з ТП - більш широкі можливості регулюванням в'язкості, смачивающей і просочують здібності зв'язуючого; недоліки обумовлені екзотермічні ефектами, об'ємними усадка і виділенням летючих речовин при затвердінні і пов'язаними з цим дефектностью і нестабільністю форми виробів і їх крихкістю. Процеси формування виробів з РП зазвичай більш тривалі й трудомісткі, ніж з ТП. На граничних стадіях твердіння РП не здатні до повторного формованию і зварюванні. З'єднання деталей з РП виробляють склеюванням і механічними методами. При низьких ступенях отверждения РП здібні до так званої хімічної зварювання і при формуванні однієї деталі до іншої.

4. Властивості та застосування

Фізико-механічні та інші експлуатаційні властивості ТП та РП різняться в дуже широких межах залежно від типу і вмісту полімеру, наповнювача і модифікуючих добавок. Так, для ненаповнені пластичних мас короткочасний модуль пружності при звичайних умовах змінюється від 4 ГПа для аморфних склоподібних до 0,015 ГПа для кристалічних з низькою температурою склування, а міцність при розтягуванні - від 150-200 до 10 МПа відповідно. Щільність ненаповнені пластичних мас лежить в межах 0,85-1,50 г / см 3 та тільки для фторопластів досягає 2,3 г / см 3. У широких межах розрізняються також діелектричні і теплофізичні властивості ненаповнені пластичних мас. Дуже різко змінюються властивості пластичних мас при їх наповненні - від легких і м'яких пінопластів до жорстких і міцних бороорганов і вуглепластиків, що значно перевершують за показниками міцності конструкційні метали.

Основні переваги пластичних мас - можливість виробництва деталей складної форми і напівфабрикатів (плівок, труб, профілів і т.п.) високопродуктивними, малоннергоємкими і безвідходними методами формування, низька щільність, стійкість в агресивних середовищах, до впливів вібрації та ударних навантажень, радіаційних випромінювань, атмосферостійкість, високі оптичні та діелектричні властивості, легкість фарбування. До недоліків відносяться горючість, велике теплове розширення, низькі термо-і теплостійкість, схильність до повзучості і релаксації напруги, розтріскування під напругою.

Список літератури

  1. Енциклопедія полімерів, т. 2, M., 1974

  2. Пластики конструкційного призначення (реактопласти), під ред. E. Б. Тростянський, M., 1974

  3. Термопласти конструкційного призначення, під ред. E. Б. Тростянський

  4. Довідник але пластичним масам, під ред. В. H. Катаєва, 2 изд., Т. 1-2, M .. 1975

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Реферат
30.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Пластичні маси і синтетичні смоли
Маси і розміри зір
Повітряні і водні маси
Cтруктура грошової маси
Статистика грошової маси
Отримання термомеханічної деревної маси
Збільшення і зменшення маси тіла
Релігії основної маси індіанського населення
Методи регулювання грошової маси країни
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru