Машиностроительные материалы: Краткий справочник - Раскатов В.М.
Скачать (прямая ссылка):
Ориентационное упрочнение — процессы медленного растяжения (например, прокаткой) полимеров, находящихся в высокоэластичном или вязкотеку-чем состоянии при повышенной температуре, при котором макромолекулы растягиваются в силовом поле в упорядоченном виде, приобретая ориентированную структуру, которая сохраняется при снижении температуры до комнатной. Свойства полимерного материала, преимущественно пленок и листов, получаются анизотропными, так же как у металлического проката (см. с. 18).
Вследствие многообразия исходных мономерных материалов, их комбинаций, методов и режимов переработки (полимеризация, сополимеризация, термическое упрочнение и др.) создан значительный ассортимент полимеров с весьма широким диапазоном свойств, зачастую ранее неизвестных среди материалов природного происхождения. Несмотря на достигнутые результаты, процесс поиска и создания новых полимеров продолжается и ведется широким фронтом.
Полимеры поставляются в виде прутков, листов, пленок и лент, волокон, паст и полуфабрикатов — смол, порошков и гранул — для переработки в изделия и образования пластмасс или наполненных полимеров.
К полимерным материалам также относятся клеи.
Пластмассы — наполненные полимерные материалы. Пластмассы по виду наполнителя подразделяются на газонаполненные или ячеистые пластмассы (пено- и поропласты), порошковые пластмассы, волокнистые пластмассы и текстолиты и сложные пластики. Их свойства в основном определяются свойствами матрицы, т. е. полимера, и ее адгезией к поверхности наполнителя и дифференцированы в зависимости от вида наполнителя. Газовый наполнитель ослабляет исходный полимер. В порошковых пластмассах разрывная прочность не повышается; в пластмассах, армированных волокнами более прочными, чем матрица,— повышается анизотропно вдоль волокон. При ортогональном расположении волокон или армировании полотном, сеткой, пленкой в их плоскости прочность носит более изотропный характер, в поперечном же направлении прочность определяется теми же факторами, что и порошковые пластмассы.
Подбором соответствующих наполнителей можно повысить ряд свойств пластмасс, например теплостойкость, плотность, электропроводность, фрикци-онность или антифрикционность и др.
Пластмассы поставляются в виде прутков, листов, пленок, отформованных изделий и полуфабрикатов (порошков, гранул) для их изготовления.
Газонаполненные или ячеистые пластмассы подразделяются на пенопласт ы (замкнутые ячейки газа), поропласты или губчатые материалы (преимущественно открытые сообщающиеся поры) и со топ ласты. По соотношению газовой и твердой фаз подразделяются на легкие с кажущейся плотностью 0,5 г/см3; облегченные (0,5—0,8 г/см3) и интегральные, в которых внешние слои изделий являются более плотными. По эластичности подразделяются на эластичные или мягкие полужесткие и жесткие. Газонаполненные пластмассы получают практически из всех известных полимеров, но они имеют пониженные прочностные свойства по сравнению с исходным полимером. Применяются в качестве тепло- и звукоизоляции, в качестве демпфирующих прослоек и в других целях без восприятия силовых нагрузок.
Порошковые пластмассы. В качестве порошкообразных наполнителей применяются древесная мука, целлюлоза, сажа, кокс, графит, мел, тальк, каолин, слюда, асбест и другие материалы с дисперсностью частиц 2—20 мкм. К порошковым пластмассам, очевидно, следует отнести и те, в которых наполнителями являются зерновые материалы с размерностью частиц до нескольких миллиметров.
Полимеры и сополимеры
233
Наполнители не повышают прочности при разрыве пластмасс и, при удачном сочетании, придают им новые ценные свойства, т. е. в данном случае полимерная матрица служит основой для образования ценных композитов. Таким образом, машиностроителями созданы высокоизносостойкие подшипниковые (металлофторпласт, композит C-I и др.) и тормозные материалы (рети-накс и др.), данные о которых приведены на с. 225.
Порошковые пластмассы поставляются в виде прутков, листов и изделий, а на основе термопластов — также в виде полуфабрикатов — порошков и гранул для изготовления изделий. В виде пленок пластмассы не изготовляются, за исключением лакокрасочных покрытий, т. е. тонких пленок, нанесенных на постоянную подложку, которые по составу и структуре являются типичными представителями порошковых пластмасс.
Волокниты. Переходной формой к волокнитам следует считать пластмассы с наполнителями в виде неориентированных волокон, волокон небольшой длины (/=10-н20й) или же предметов удлиненной формы, как, например, дробленая древесина или стружка. Подобные пластмассы обладают значительной анизотропией в зависимости от расположения волокон.
Волокнитами с ортогональным расположением волокон, т. е. на основе ткани, называют текстолиты.
Благодаря ценным свойствам (эластичность, пластичность, достаточная прочность, химическая стойкость, электроизоляционность и др.) полимеры и пластмассы широко применяются в машиностроении. В частности, они оказались весьма эффективными в качестве высокоизносостойких антифрикционных и фрикционных изделий, электро-, тепло- и виброизоляционных материалов, высокохимическистойких, защитных и декоративных покрытий, герметиков и клеев, металлополимерных систем (см. «Металлопласты»), в образовании оболочковых изделий, газифицируемых литейных моделей, производстве массовых электротехнических и других изделий, в электронной технике, в качестве отделки салонов автомобилей, судов, самолетов, вагонов и др.
