Тема 5. Неметаллические материалы.

Неметаллические материалы – это органические, и неорганические полимерные материалы: различные виды пластических масс, композиционные материалы на неметаллической основе, каучуки и резины, клеи, герметики, лакокрасочные покрытия, а также графит, стекло, керамика. В качестве конструкционных материалов они служат важным дополнением к металлам, в некоторых случаях с успехом заменяют их, а иногда сами являются незаменимыми. Достоинством неметаллических материалов являются такие их свойства, как достаточная прочность, жесткость и эластичность при малой плотности, светопрозрачность, химическая стойкость, диэлектрические свойства, делают эти материалы часто незаменимыми. Также следует отметить их технологичность и эффективность при использовании. Трудоемкость при изготовлении изделий из неметаллических материалов в 5–6 раз ниже, они в 4–5 раз дешевле по сравнению с металлическими. В связи с этим непрерывно возрастает использование неметаллических материалов в машиностроении автомобилестроении, авиационной, пищевой, холодильной и криогенной технике и др.

Двигатели внутреннего сгорания из керамики обходятся без водяного охлаждения, что невозможно при изготовлении их из металла; обтекатели ракет делают только из неметаллических материалов (графит, керамика). Трудно представить домашнюю утварь, аудио- и видеотехнику, компьютеры, спортивное снаряжение, автомобили и другую технику без неметаллических материалов – пластмассы, ламината, керамики, резины, стекла и др.

Пластмассы - это синтетические материалы, получаемые на основе органических и элементо-органических полимеров.

Классификация пластмасс.

В зависимости от входящих компонентов все пластмассы можно разделить на следующие виды:

Пресспорошки — пластмассы с порошкообразными наполнителями;

Волокниты — пластмассы с волокнистыми Наполнителями (хлопчатобумажные волокна, стекловолокна, асбестовые волокна);

Слоистые пластики — пластмассы с наполнителями в виде ткани или бумаги (текстолит, стеклотекстолит, гетинакс);

Литьевые массы — пластики, обычно состоящие только из одного компонента — смолы; эти массы классифицируют по типу смолы;

Листовые термопластмассы, состоящие из смолы и небольшого количества пластификатора и стабилизатора (органическое стекло, винипласт).

В зависимости от связующего вещества при нагреве пластмассы разделяют на термореактивные и термопластичные.

Термореактивные пластмассы при нагреве до определенной температуры размягчаются и частично плавятся, а затем в результате химической реакции переходят в твердое, неплавкое и нерастворимое состояние. Термореактивные пластмассы необратимы: отходы в виде грата и бракованные детали обычно используют после измельчения только в качестве наполнителя при производстве пресспорошков.

Термопластичные пластмассы при нагреве размягчаются или плавятся, а при охлаждении твердеют. Термопластичные пластмассы обратимы, но после повторной переработки пластмасс в детали физико-механические свойства их несколько ухудшаются.

В зависимости от области применения различают пластмассы:

а) общего назначения (пресспорошки);

б) с высокими диэлектрическими свойствами (полиэтилен, полипропилен, полистирол, гетинакс и др.);

в) конструкционные (текстолит, стеклотекстолит, стекловолокнит и др.);

г) обладающие фрикционными свойствами (асботекстолит, асбоволокнит и др.);

д) обладающие антифрикционными свойствами (волокниты, полиамиды, фторопласт и др.);

е) химически стойкие (фторопласт, полиэтилен, полипропилен, винипласт и др.);

ж) теплостойкие (стеклопластики на основе кремнийорганических смол, фторопласты, поликарбонаты);

з) теплоизоляционные (газонаполненные пластмассы — пенопласты, поропласты) и т. д.