Типовые термореактивные материалы

 

В термореактивных пластмассах (реактопластах) связующими являются термореактивные полимеры, чаще всего это эпоксидные (стеклопластики на их основе способны к длительной эксплуатации при температурах до 200 °С), фенолоформальдегидные (до 260 °С), кремний-органические (до 370 °С) и полиимидные (до 350 °С) смолы, а также непредельные полиэфиры (до 200 °С). Связующие должны обладать высокой адгезией, теплостойкостью, химической стойкостью, малой усадкой, технологичностью.

В порошковых пластмассах, пресспорошках (γ= 1,4...1,45 г/см³)-наполнителями служат органические (древесная мука, целлюлоза) или минеральные (графит, тальк, кварц и др.) порошки. Эти пластмассы обладают химической стойкостью, теплостойкостью до 110 °С, удовлетворительной прочностью (σ_в = 30...60 МПа), но низкой ударной вязкостью. Из них произ­водят электроизоляционные детали, элементы несиловых конструкций. Пресс-порошки, созданные на основе эпоксидных смол, нашли широкое применение в инструмен­тальном деле, производстве штампов и приспособлений, для устранения дефектов литья и др. К пластмассам с порошковым наполнителем относятся фенопласты (ГОСТ 5689) и аминопласты (ГОСТ 9359). Из них изготовляют песиловые конструкционные и электроизоляционные детали (рукоятки, детали приборов, кнопки и др.), различные силовые детали типа вытяжных и формовочных штампов, корпуса сбор чных и контрольных приспособлений, литейные модели и др.

Фенопласты (бакелиты, феноло-формальдегидные смолы) изготовляют в соответствии со схемой на рис. 7.2 [см. 4, с. 525]. Они являются термоупрощающими пластмасами. Неупрочненные смолы получают при поликонденсации фенола с формальдегидом. Существуют два основных типа феноло – формальдегидных смол: наволоки и резолы. Они отличаются структурой. Наволоки содержат группу CH₂ и OH, а резолы группу CH₂ OH, а также CH ₂OH.

Для получения пластмассы с хорошими потребительскими свойствами в наволоки добавляют субстанцию, которая при нагревании разлагается с выделением формальдегида.

Упрочнение термопластов происходит в интервале температур 140…180 °С. Некоторые термопласты затвердевают после добавле-ния к ним соответствующих кислот и при 25 °С.

Упрочненные феноло –формальдегидные смолы часто называют б а к е л и т а м и. Он трудногорим, стоек к воздействию разбавленных кислот и щелочей, а также действию большинства растворителей. Из него изготовляют изделия галантереи (пуговицы, пепельницы), электротехнические элементы (вилки, разетки), корпуса радио – и телефоных аппаратов, детали стиральных машин, защитные шлемы, корпуса оккумуляторов, плиты, лаки.

В волокнистых пластмассах, волокнитах (γ= 1,35—1,45 г/см³) наполнитель представляет собой очесы хлопка. Волокниты по теплостойкости и механи­ческим свойствам похожи на пресспорошки, являются исходными материалами для изготовления шкивов, ру­кояток, фланцев и др. Асбоволокниты (γ= 1,95 г/см³), содержащие в качестве наполнителя волокнистый ас­бест, более теплостойки (до 200 °С), химически стойки к кислотам, обладают значительной ударо-прочностью и высокими фрикционными свойствами.

Асбоволокниты используются при создании тормозных устройств. Высокопрочные короткие стеклянные волокна исполь-зуются как наполнители в стекловолокнитах марок АГ-4В или ДСВ (γ= 1,7...1,9 г/см³). Стекловолокниты химически стойки, негорючи, предельная температура длительной работы 280 °С, имеют высокую прочность (σ_в=80....500 МПа), технологичны. Если длинные стеклянные волокна укладываются закономерно и отдельными прядями, то получаются ориентированные стекловолокниты марок АГ-4С, ВМ-1 и др., повышающие свои механические свойства в сравнении с обычными стекловолокнитами в 3...5 раз и более. Из стекловолокнитов делают вы­сокоточные, любой конфигурации (с резьбой и со сталь­ной арматурой) крепежные изделия и детали машин. В сложных пластмассах применяются листовые наполнители.

Гетинаксы (γ= 1,3...1,45 г/см³) с бумажными наполнителями подразделяются на электротехнические и декоративные. Они химически стойкие и выдерживают максимальную температуру 150 °С, прочность гетинаксов (σ_в= 80...100 МПа). Применяются для изготовления различных щитков и панелей, а также для облицовки поме­щений.

Текстолиты (γ = 1,3...1,4 г/см³) имеют наполнитель из хлопча-тобумажных тканей, выпускаются марок ПТК, ПТ и др. Могут работать до температур 80...125 °С, прочность σ_в=65...100 МПа, являются хорошими демпфирующими материалами. Используются в производст­ве зубчатых колес, вкладышей подшипников и др.

Древесно-слоистые пластики (ДСП) (γ= 1,3...1,4 г/см³) содер-жат наполнители в виде древесного шпона. Изделия из ДСП эксплуа-тируются до температур 140...200 °С, прочность (σ_в= 130...300 МПа, бесшумны в работе и долговечны. Из них выполняют подшипники, шкивы, детали швейных и текстильных машин, автомобилей, ваго-нов и др.

В асботекстолитах в качестве наполнителя используется асбестовая ткань. Это конструкционный, фрикционный и термоус-тойчивый материал, используется для тормозных устройств.

К слоистым пластмассам относят и стеклотекстолиты (γ = 1,4...1,9 г/см³), использующие стеклянные ткани. Стеклопластики способ-ны к длительной эксплуатации при температурах 200...400 °С, а кратковременно — до нескольких тысяч градусов. Специфика стекло-пластиков выражается в способности при высоких температурах образовывать слой термостойкого кокса, замедляющего процесс деструкции материала и защищающего его. Стеклотекстолиты химически стойки, их прочность доходит до σ_в= 600 МПа, они имеют достаточную ударную вязкость и более высокую в сравнении с металлами работоспособность.

Недостатками этих материалов являются анизотропия и невы-сокий модуль упругости. Изделия из стеклопластиков разнообразны: корпуса лодок, судов; кузова автомашин и др.